复吹转炉底吹喷粉实验研究

在1:6物理模型上,通过水模实验对复吹转炉底吹喷粉时熔池搅拌情况进行了研究.结果表明:喷粉对熔池搅拌有明显的促进作用.喷粉条件下,均混时间随顶吹气体流量的增加存在最小值,最佳顶吹气体流量为117.0 m3/h,增加底吹气体流量对降低均混时间有利.在本实验范围内最佳顶吹流量为117.0 m3/h、最佳底吹流量为2.36 m3/h.     

260吨转炉底吹性能优化的实验研究

良好的转炉底吹元件的布置方式有利于熔池搅拌,加快炉内反应进行。以某钢厂260吨复吹转炉为研究对象,基于相似原理建立底吹物理模型。通过水模型实验测得不同底吹布置在各工况下的混匀时间,考察底吹喷孔之间角度、距离及底吹流量对熔池混合效率的影响。结果表明：随着底吹流量增加,混匀时间整体出现降低趋势;随着外侧底吹孔逐渐远离炉底中心,喷孔间15°布置在0.4-0.7D时混匀时间先降低后升高,而当底吹孔间30°布置时混匀时间则持续升高。15°布置方案熔池的混合效果整体好于30°布置方案;底吹孔之间15°布置在0.6D上的A2布置方案混匀时间最短,更利于整个熔池的搅拌。     

180 t转炉超音速射流和聚合射流与炼钢熔池作用的水模型实验研究

以鞍钢180 t顶底复吹转炉为原型,设计超音速氧枪喷头进行了复吹转炉传统射流与聚合射流对熔池相互作用的水力学模型实验。超音速射流水模实验确定最佳的均混时间为12.6 s;在保持最佳顶吹气体流量的条件下,以降低枪位模拟聚合射流对熔池的相互作用。结果表明:当氧枪枪位下降到40 mm时,均混时间为11.8 s,这说明聚合射流完全可以达到传统射流对熔池的搅拌效果,可取消底吹系统,简化转炉设备和提高转炉炉龄。     

CAS喷粉精炼熔池混合行为的水模型试验

通过1:4水模型装置模拟150 t CAS钢包精炼过程熔池内流场特征和渣面裸露情况,以确定最佳的喷吹位置和研究喷吹参数对熔池均混时间的影响。结果表明,喷吹气量和底吹流量越大,喷枪插入越深,浸渍罩插入越浅,则均混时间越短;底吹位置离钢包中心越近,均混效果越差。分析得出,150 t CAS钢包增加喷粉后,最佳底吹位置为离钢包中心0.35R(R为钢包下口半径)处。     

150t复吹转炉底吹布置的优化与应用

基于水模拟实验优选出的4种底吹布置方案(A1~A4)与现有底吹布置方案(O1),利用数值模拟软件FLUENT对不同布置下的转炉熔池内多相流流动进行了研究,以确定最佳底吹方案。研究结果表明,方案A1与A4的熔池搅拌效果明显优于其他方案;但由于前者的侵蚀面积更大,最终采用方案A4。工业试验表明,优化后的底吹布置方案对熔池搅拌的效果更优,改善了熔池内动力学条件,冶炼时间缩短0.9 min,终点磷含量降低0.002%。     

CAS-OB喷粉精炼熔池内均混时间的水模研究

采用水模实验研究了CAS-OB喷粉精炼工艺均混时间的变化情况．通过对各种条件下均混时间的测定,得到喷吹位置、浸渍罩的插入深度、顶渣对均混时间的影响．结论为：在一定的插入深度下偏心喷吹搅拌效果最好;浸滞罩插入深度的增加,均混时间增加;渣的厚度和粘度越小,均混时间越短．     

100 t顶底复吹转炉水力学模型研究

利用100t顶底复吹转炉进行水力学模型实验,研究纯底吹条件下不同底吹供气元件布置方案对熔池搅拌效果的影响,在此基础上,设计正交试验,分别研究复吹条件下底吹流量、顶吹流量和枪位对熔池混匀时间、冲击直径及冲击深度的影响.研究结果表明:底吹供气元件布置方案对熔池混匀效果影响很大;在顶底复吹条件下,顶吹流量对熔池混匀效果影响最大,且对于熔池冲击直径和冲击深度,顶吹流量和枪位起主要作用,底吹流量对其影响不大.     

钢包底吹氩均混时间及临界流量水模型实验

针对钢包底吹氩工艺,通过改变透气砖数量、单透气砖吹气位置、双透气砖夹角、喷吹气体流量、渣厚等参数,对钢包的均混时间进行了水模型实验研究.提出临界流量的概念,发现吹气量超过临界流量后均混时间明显减小.结果表明:单透气砖喷吹时,相同吹气量下偏心喷吹时的均混时间比中心喷吹时短,临界流量小;双透气砖喷吹时,透气砖夹角越大,均混时间越短,临界流量越小.     

超声波钢包精炼水模实验研究

以某钢厂180t钢包为原型,进行超声波改善钢包熔池搅拌效果的水力学模型实验,研究超声波功率和声源位置等对均混时间的影响。实验结果表明：与底吹氩气搅拌相比,超声波可明显缩短均混时间;随着功率的增大均混时间减少;同一高度下,位置变化对均混时间影响不大,液面下150mm的搅拌效果优于液面下300mm的。     

超声波钢包精炼水模实验研究

以某钢厂180t钢包为原型,进行超声波改善钢包熔池搅拌效果的水力学模型实验,研究超声波功率和声源位置等对均混时间的影响。实验结果表明:与底吹氩气搅拌相比,超声波可明显缩短均混时间;随着功率的增大均混时间减少;同一高度下,位置变化对均混时间影响不大,液面下150mm的搅拌效果优于液面下300mm的。     

300 t脱磷炉渣-钢界面搅拌与传质效果模拟

 为达到良好的高效复吹效果,改善熔池搅拌情况,采用双指标（混匀时间和传质速率）研究了底吹布置方式对转炉吹炼过程中渣-钢界面搅拌与传质效果的影响。试验研究结果表明,最优布置方案为内8孔布置,此时渣-钢界面传质速率最大,混匀时间最小。大部分底吹布置的混匀时间与传质速率存在反比关系。从整体来看,内圈孔数越多,渣-钢界面传质速率越大,混匀时间越小。对于2-6分布,将底吹元件分布的内圈与外圈合并一起看,底吹元件分布得越均匀,则此布置的搅拌与传质效果越好。     

复吹转炉底吹非均匀供气对熔池搅拌混匀的影响

摘要：为了强化转炉熔池的搅拌,在200t复吹转炉1∶12的模型进行物理模拟试验,研究了底吹非均匀供气对转炉复吹和纯底吹熔池的搅拌混匀效果;采用数学模拟的方法计算了纯底吹条件下,转炉采用底吹非均匀供气时的熔池流体流动。研究结果表明,在所研究的不同的底吹非均匀供气方案中,与底吹均匀供气方案相比,线性底吹非均匀供气方案有利于改善转炉熔池搅拌效果,最佳的底吹非均匀供气方案的混匀时间比均匀供气降低了19%～25%。复吹时底吹非均匀供气的混匀时间降低程度要比纯底吹的非均匀供气大,即复吹条件下,底吹采用非均匀供气更有利于熔池搅拌混匀。采用线性底吹非均匀供气方案时,在熔池内形成了明显的大循环非对称流动,有利于整个熔池内的对流传质,从而缩短了混匀时间。     

Effects of BOF top blowing and bottom stirring conditions on suppressing excessive oxidation

Abstract

The effects of top blowing and bottom stirring conditions during steelmaking in a 6 t basic oxygen furnace (BOF) were investigated in studies with the aim of suppressing excessive oxidation. With low oxygen feed rate and high stirring energy, the apparent partial pressure of CO P′_CO was calculated from the equilibrium of carbon and oxygen in molten steel as being <1 atm. The relationship between top blowing/bottom stirring conditions and mass transfer at the slag/metal interface was analysed. It is proposed that mass transfer at the hot spot is significantly affected by the reaching rate of oxygen to the steel bath and bottom stirring. Mass transfer at the slag/metal interface, outside the hot spot, is sufficient to allow equilibrium to be attained in combined blowing BOF processes. Thus, the oxygen that is not consumed for decarburisation is distributed between steel and slag, i.e. deoxidation from steel to slag takes place, which makes it possible to obtain P′_CO <1 atm under atmospheric conditions. The decarburisation model developed based on the analysis reproduces the suppression of excessive oxidation under a decreased, top blown oxygen feed rate and is in good agreement with results from both 6 t BOF experiments and 350 t commercial BOF operation.     

120 t钢包底吹氩气物理模拟

为了优化国内某钢厂钢包的底吹位置和气体流量等工艺参数,更好地提高钢水洁净度,对120 t钢包建立1∶3水模型,模拟研究了底吹位置和气体流量对钢液混匀时间和钢渣覆盖情况的影响.结果表明,底吹位置不同时,混匀时间存在明显差异;随着气体流量增大,钢包混匀时间整体呈下降趋势,但减小幅度越来越小,吹气流量有最佳值;底吹位置为0....     

底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析

 在分析讨论复吹转炉冶炼过程脱磷反应规律、常规转炉冶炼过程脱磷弊端的基础上,探讨了转炉冶炼过程脱磷时机选择与合理控制机制。基于转炉脱磷热力学与动力学条件分析得出,底吹搅拌能兼顾渣-钢界面搅拌和控制脱磷温度,是提高脱磷效率的主要动力学手段。通过水模试验模拟渣-钢之间的传质现象得出,转炉底吹元件数量和底吹强度的不同组合与渣-钢界面间的有效传质存在合适的匹配关系,随着转炉底吹强度增加,底吹元件个数应适当增加。转炉长寿命复吹效果不但取决于合理的供气元件选型、数量、布置及供气模式,更要依靠科学的底吹维护工艺制度。     

转炉底吹气体对螺纹钢性能的影响

在抚顺新钢铁公司转炉进行了底吹气体对螺纹钢性能影响的工业试验,同时也对比研究了底吹全程吹氮气、底吹氮、氩气切换和单纯顶吹3种工艺条件下螺纹钢的性能。结果表明,3种工艺条件下轧材的化学成分、综合性能、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率等性能指标相当,钢中夹杂物的总量和金相组织级别相当。采用转炉全程底吹吹氮工艺冶炼得到的成品螺纹钢在成分及性能上符合国家标准的要求。     

300t˫����������¯������ģ�����

Taking water- model experiments of a 300 t dephosphorization converter, when under eight bottom blowing element, different bottom blowing arrangement, the size of the bottom blowing flow rate and top blowing parameters on the influence of the molten pool mixing effect was studied. From the research, when the bottom blowing elements concentrated and symmetrically arranged in the furnace bottom of 0. 42D on the circumference of a circle, the bottom blowing flow rate is 2. 94m3/h, the lance height is 58?D88mm, the blending effect of the molten pool is best. When the scrap ratio reaches to 10%, the mixing time increases greatly, and different single scrap has similar influence on mixing time. For a 1. 5 t scrap, the bottom blowing flow rate must reach to 4010m3/h, the scrap can meet the suspension energy, when the top blowing flow rate is 30000m3/h. The research results can provide reference for optimization of practical operation parameters.     

Cold Simulation of Oxygen Transfer Rate in BOF

 By measuring the mass transfer coefficient of between water and oil, the oxygen transfer rate of bath in the BOF smelting process is researched, and the influence of top and bottom blowing gas flow rate on the mechanism of mass transfer between metal and slag is discussed. The results show that when the bottom blowing gas flow rate increases on the conditions of top blowing, the mass transfer rate evidently increases, and the influence ratio of top blowing on the mass transfer is 10 percent of bottom blowing; The relation among top gas flow rate, bottom gas flow rate and lance height are established by the stirring power density. The equation between the mass transfer coefficient between metal and slag is formed, which furnishes reference for optimizing process parameters of BOF. The relation between the emulsification ratio between water and oil and the bottom blowing gas flow rate on the condition of top and bottom blowing is obtained. The result shows that with the increase of the bottom blowing gas flow rate the emulsification ratio increases in linearity, which increases the mass transfer rate of benzoic acid between water and oil.     

钢包双孔对称交替底吹气混匀行为的物理模拟

混匀是衡量钢包底吹氩精炼冶金效果的重要指标,优化底吹氩工艺来促进混匀是钢包精炼研究的核心内容。首次提出采用双孔对称交替底吹气的方式来增强搅拌、促进混匀,采用几何相似比为1∶4的水模型,模拟现场吹气量为300L/min,对150t钢包交替吹气位置0.1R~0.5R、交替吹气时间0~15s进行研究。结果表明,随着交替吹气时间的增加,混匀时间先增加后减少;随着底吹气孔与钢包中心距离的增大,混匀时间先减少后增加;底吹气孔与钢包中心的距离为0.3R时,混匀时间最短;交替时间为15s时,混匀时间最短,比不交替吹气缩短5.5%。