90 t钢包底吹氩水模型与数值模拟

 为了获得90 t钢包最佳底吹氩位置,采用1[∶]4水模型试验和数值模拟对透气砖位于钢包底部不同位置时的均混时间进行了研究。结果表明,在单吹情况下,透气砖位于[1/2R]圆周上的[P5]点时,钢包内钢液具有较快的流动速度,均混时间最短;在双吹情况下,夹角为180°的组合式底吹搅拌效果较好,均混时间较低。通过对比分析得出,在相同气体流量条件下,单吹与双吹最优方案下的均混时间相差不大。     

LF钢包流场数值模拟及应用

应用Fluent软件对某钢厂80t精炼钢包流场进行数值模拟,分析了不同透气砖布置和不同氩气流量对钢包流场及钢液混匀效果的影响。结果表明,底吹氩钢包透气砖采用0．5R-0．67R-60°的布置方式可以减少卷渣,减少混匀时间。应用表明,改造后的钢包缩短钢液混匀时间10s,软吹10min后夹杂物总量减少1800个（50个视场）,明显提高了精炼效果。     

40t钢包单透气砖底搅拌流场研究

通过计算机数值模拟与水模拟实验模拟钢包底搅拌情况,研究单吹氩钢包的不同吹气流量、不同吹气位置(0R、0.56R、0.62R、0.67R)与钢包混匀时间、渣眼的相互关系,以达到提升氩气搅拌效率的目的。研究表明,钢包混匀时间随透气砖偏心距的增加而减小,当透气砖位于0.62R~0.67R时,搅拌效果最优;当氩气流量由70 L/h增加至130 L/h时,混匀时间随吹气量的增加而明显减小,当流量超过130 L/h时搅拌效果趋于平稳,对混匀时间影响不大;渣眼面积随偏心距的增加而增大,在喷嘴位置靠近壁面时较大;壁面剪切力随偏心距的增加逐渐向靠近喷嘴一侧壁面的上方集中(即对壁面冲刷最严重的位置),平均壁面剪切力随偏心距的增加呈指数形式增大。     

提高钢包在线底吹率的实践

通过测定钢包底吹砖压力——流量特性曲线,对底吹残砖狭缝渗钢、钢包包底积钢、积渣进行分析,找出了影响55t钢包在线底吹率低的原因。通过调节透气砖狭缝厚度、增加狭缝个数,改善了透气砖的性能。采用捣打式包底代替浇铸式包底、加强新包底的烘烤、在底吹管道上安装逆止阀等措施,钢包在线底吹率由90%提高到96%。     

60 t LF钢包底吹氩行为的物理模拟

基于相似原理和莱钢60 t LF钢包,建立了一套水模拟试验装置,水模型和钢包原型的几何相似比例为1∶4,用该装置进行了钢包底吹氩行为的物理模拟研究.结果表明,底吹气体流量越大,混匀时间越短;吹气流量对混匀时间的影响程度远远大于透气砖位置的影响.60 t钢包适宜采用单透气砖,其硬吹气体流量应>0.133 m3/h,软吹气体流量应<0.02 m3/h.     

差流量吹氩模式对150 t钢包混匀与顶渣行为的影响

 针对钢包传统的双孔等流量底吹氩模式在流量较大时造成的流股相互碰撞、搅拌能耗散大、钢包卷渣和钢水二次氧化倾向大的问题,提出一种双孔差流量搅拌模式,并以150 t工业钢包为原型,采用1∶3物理模型研究了两个吹氩孔分布、吹氩流量和渣层厚度对新底吹模式下钢水混匀时间与顶部渣眼面积的影响。结果表明,与传统等流量吹氩模式相比,双孔差流量搅拌钢包混匀时间和渣眼面积普遍有所减小。其中,两个底吹透气砖在包底0.6R(钢包底部半径)处、夹角为180°时,可获得较短的混匀时间和较小的渣眼,且两个渣眼出现在钢包液面两侧,避免了常见的渣层偏聚不均匀现象。研究结果为工业实践中采用新型双孔差流量搅拌模式改善钢包冶金效果、更好地抑制钢水二次氧化提供了依据。     

钢包底吹氩过程数学物理模拟研究

以130t钢包为研究对象建立水力学模型,以电导法测定了底吹氩钢包内钢液的混匀时间,讨论钢包底吹氩工艺中透气元件不同布置方式以及不同吹气量对钢液混匀时间的影响。同时用数值模拟的方法,对钢包内流场进行计算,探讨各种情况下钢包内流场变化,提出最佳底吹气搅拌位置及吹氩制度。     

40 t钢包双透气砖底搅拌物理模拟研究与应用

以40 t双透气砖钢包为原型,基于相似原理建立模型与原型尺寸比为1∶2的钢包底吹氩物理模拟系统,研究吹气流量、双透气砖位置对钢包混匀时间的影响规律,以便提升钢包搅拌效率。研究表明,双透气砖最佳吹气位置为0.70R-0.70R(R为钢包半径),当双透气砖支路吹气流量相等时,钢包混匀时间随双透气砖与包底中心距离的增加而缩短,随吹气流量的增大而逐渐减少;当模型吹气量超过56 L/min(原型吹气量达到112 L/min)后,混匀时间随吹气量的增加并未减少,反而有所增加;当吹气总流量相等但双透气砖支路流量不同时,支路流量比为1∶3的混匀时间比支路流量比为1∶1的混匀时间长。工业试验表明,通过优化脱氧制度、改进底搅拌工艺以及采用氩气保护浇注等技术,可降低轴承钢氧含量,其中轴承钢氧的质量分数为7×10~(-4)%以下炉数占比达60%以上,氧的质量分数10×10~(-4)%以下炉数占比达100%,提升了夹杂物控制水平和产品品质。     

钢包炉吹氩去除夹杂的影响因素分析

从钢包炉吹氩的原理出发,分析了精炼过程中搅拌功率、透气砖、氩气流量等因素对吹氩去除夹杂物的影响,并对钢包炉底吹氩制度提出了合理的建议,以满足钢液精炼的要求。     

100t钢包内混匀时间的水模拟研究

对天津钢管公司100t钢包吹氩搅拌进行水模拟实验,研究钢液在不同吹氩方式和吹氩流量下的最佳混匀时间。通过实验,发现原型钢包吹氩位置和吹氩流量不尽合理,实验后确定合理的吹氩参数是：将吹氩孔设在钢包半径的2／3或0．618处;两吹氩孔间夹角为135°;吹氩流量为150—200L/h（即实际流量为100～130L/min）。     

210 t LF精炼底吹氩过程气、渣、钢液三相流场优化的数值模拟

基于湍流模型和VOF模型,通过CFD流体工程模拟软件FLUENT6.3.26,对吹氩过程210 t钢包炉(LF)内气、渣、钢液三相流场进行了数值模拟和分析,得出底吹氩孔位(单孔中心,单孔偏心,双孔)和氩气流量(100~500 L/min)对钢液循环流动、渣眼尺寸和卷渣等行为的影响。研究显示,单孔底吹钢包的孔位不同,混合速度和渣眼尺寸不同;渣眼处易卷渣;双孔底吹比单孔底吹死区小得多;氩气流量越大渣眼越大,但渣眼尺寸大于611mm时,其尺寸变化不大;210 t钢包的双孔底吹钢包内合适的吹氩量为200~300 L/min。     

180t钢包底吹氩过程钢液流场特性数值模拟

为增强钢厂180 t钢包底吹氩过程搅拌效果,根据模型设计参数建立了底吹氩数学模型,运用CFD软件fluent对钢包底吹氩过程流场进行数值模拟.基于流体力学理论,计算并分析了底吹氩过程中心间距1/3R,1/2R和2/3R和底吹氩气流量300～1000 L/min对钢包内流场、"死区"比例及混匀时间等的影响规律.结果 表明...     

钢包精炼炉(LF)钢液流动的数学物理模拟与优化

应用相似原理和流体力学理论,利用电导率法和PHOENICS平台对钢包精炼炉(上、下口直径分别为2 310 mm和1 984 mm,内腔高2 620 mm,透气砖直径104 mm)钢液流动状态进行了水模拟和数学模拟,由实验和计算结果得出,离钢包底中心520 mm的2^#底吹位置比离中心354 mm的1^#位置获得的流场和均匀时间更合理,在≤300 L/min时,随吹气量增大,混匀时间减少,但>300 L/min时,继续增大吹气量,混匀时间不再变化。40 t BOF-LF-CC生产结果表明,采用优化工艺后,钢中全氧量降低2×10^-6,达到15.2×10^-6,钢中夹杂物也显著减少。     

REDA精炼过程钢液流场及循环流量的数值模拟

基于欧拉多相流模型建立REDA精炼过程钢液流动行为的数学模型,并借助计算流体力学软件PHOE- NICS对钢液流动过程进行仿真模拟,重点分析了底吹喷嘴位置、吹氩流量、浸渍管插入深度及浸渍管内径等工艺 参数对REDA精炼过程流场及循环流量的影响。数值模拟结果表明:对于300 t REDA精炼装置底吹喷嘴位置取 1/2 R处为宜,浸渍管插入深度对循环流量影响不显著,扩大浸渍管内径可显著提高钢水循环流量,吹氩流量为1 200 L/min时,钢液循环流量约可达到210 t/min     

Research on molten flow simulation of 30t VOD ladle smelting stainless steel

30tVOD ladle smelting stainless steel was used as the process background, and the numerical and physical simulations were applied to investigate the flow and mixing characteristics of molten steel during the 30tVOD refining process. The cold experiment was employed to investigate the mixing behaviors of molten steel under the bottom and combined blowing systems. The flow features of molten steel were analyzed by numerical simulation with different blowing conditions. The results show that when the plug position of the ladle is located on 1/4R(R is the radius of ladle bottom), whether top- bottom blowing or bottom blowing, the molten steel is mixed well, and mixing time compared to the central position is reduced by 46% and 14% respectively. In addition, the comparison of flow field and turbulent kinetic energy of the molten steel show that when the bottom blowing position is 1/4R, the flow direction of the molten steel caused by the top blowing and the bottom blowing is better near the bath surface, and active volume ratio of molten steel is higher than that of other blowing positions. Current results were validated in industrial VOD furnace, which indicates that 1/4R is regarded as the optimum injection position for combined stirring.     

300 t复吹转炉底吹系统优化模拟

顶底复合吹炼转炉炼钢法是当下主流的炼钢方法,底部供气元件的种类、支数、排布方式和底吹供气强度直接影响着转炉熔池的混匀效果,合理的流场不仅可以降低生产成本,更能缩短冶炼周期,增加企业效益.基于冷态水模拟以及CFD数值模拟手段各自的研究特点,以某钢厂300 t转炉为原型,将不同底吹条件下熔池的混匀时间、死区以及弱流区体积作...     

转炉底吹供气方式对熔池混匀效果的数值模拟

通过数值模拟的手段,以北方某钢厂300 t转炉为原型,建立了转炉底吹的三维模型。研究了在非均匀供气制度下转炉底吹氩气对转炉混匀效果的影响,优化了设计方案。结果表明,随着底吹氩气流量的增加,熔池内平均流速和平均湍动能均增加,弱流区比例减小,但死区比例降低的幅度不大。单个透气砖氩气流量为440 m3/h时,流量分配比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的平均速度分别0.189、0.204、0.167和0.168 m/s,死区比例分别为17.5%、11.60%、23.53%和20.23%。流量分配比为2∶1时转炉混匀效果最好,1∶1时次之,4∶1时再次,分配比为3∶1时混匀效果最差。     

Mathematical Modeling on Erosion Characteristics of Refining Ladle Lining with Application of Purging Plug

According to parameters of the refining ladle with argon bottom blowing, the mathematical model describing the erosion behavior of ladle lining materials was established, the flow process of molten steel and thermal transmission of ladle lining were coupled, and the erosion of ladle lining in the condition of blowing argon at the bottom was researched. It has been found that either single or double blowing is applied, the larger erosion rates are mainly distributed in the slag line and the area of ladle lining near purging plugs, and the erosion is accelerated with the gas flow rate increasing, so the areas with higher erosion rates of the lining should be enhanced to avoid early partial damage. The erosion rate of ladle lining with double blowing is larger and the distribution of erosion is obviously different as the gas flow rate is increasing; serious erosion areas are in the slag line region and the higher erosion areas are concentrated on the slag lining and extended toroidally. And, as the distance between the purging plug and the lining of ladle is shortened, the partial erosion is easy to deteriorate and the refractories in the area with higher erosion rate need specialized selection and design. Meanwhile, the purging plug should be located away from the lining wall under the condition of good blowing effect in order to avoid increasing of the partial erosion and shortening of the lining service life.     

低铁水比下钢水中氮的控制

 湖南华菱涟源钢铁公司在降低铁水比的过程中，为控制氮含量，通过转炉加发热剂进行补热，优化氧枪枪位，减少转炉补吹、过吹、控制终点碳质量分数为0.03%～0.06%，终点温度不低于1 580 ℃；优化转炉出钢过程钢包底吹流量，采用非镇静出钢； LF炉首次送电1档电流起弧时间1min以上，钢包底吹流量小于320L/min、优化LF处理过程中钢包底吹流量，最终控制铁水比在72%以下，控制转炉氩站钢水w(［N］)≤0.0035%，LF增氮量w(［N］)≤0.0020%，中间包钢水w(［N］)≤0.0060%的比例由83.9%提高到99.8%，满足控氮钢种对氮的控制要求。