210t转炉双马赫数氧枪超音速射流特性模拟与应用

针对某厂210 t转炉吹炼过程存在的氧枪喷头寿命低、喷溅严重、吹炼时间长、终点过氧化等问题，提出一种具备双马赫数的5孔拉瓦尔氧枪喷头优化设计方案，并通过建立计算流体动力学模型(CFD)对不同设计参数的氧枪喷头的超音速射流特性进行研究。基于氧枪喷头超音速射流速度、动压以及湍动能分布规律数值模拟结果，综合考虑转炉熔池搅拌控制要求，最终确定采用“中心拉瓦尔管Ma=2.0外围拉瓦尔管Ma=1.8、偏转角12°”设计方案。优选的双马赫数氧枪喷头在210 t转炉应用后，喷头寿命较传统单马赫数喷头提高10.42%,纯吹炼时间缩短10.87%,终点钢水O质量分数降低9.56%,终点炉渣TFe质量分数降低20.21%。     

大型转炉双角度氧枪喷头高供氧强度炼钢

 为了把宝钢炼钢厂300 t转炉的氧流量由60 000 提高到69 000 m3/h,设计了6孔双角度氧枪喷头。根据第一个双角度喷头的试验结果,结合实验室内进行的氧枪喷头射流流场测定、射流与熔池作用的水模研究,对喷头设计进行了改进。为制定正确的供氧制度和喷头设计,对宝钢一炼钢的管道压力损失进行了测定。经过优化的3号6孔双角度喷头的主要参数为,氧流出口马赫数Ma≥2.1,小角度喷孔的氧流量不低于总供氧流量的57%,大角度喷孔夹角不小于13°,小角度喷孔夹角为10°左右。利用3号6孔喷头炼钢效果为,氧流量为69 000 m3/h,吹氧时间平均缩短2.0 min/炉,脱磷率平均为87.5%,氧枪喷头寿命平均为190次。通过这次研究工作掌握了大型转炉高供氧强度3.833 m3/(t·min)吹炼的双角度6孔喷头设计制作和吹炼操作技术。     

大型转炉高供氧强度吹炼的水模实验

为使大型转炉的生产率达到国际先进水平,在300~350t大型氧气转炉上实现4.0~5.0m3/(t·min)的高供氧强度吹炼,设计了新的大流量氧枪喷头,并在1∶10的有机玻璃模型上进行氧射流与熔池作用的水模实验。水模实验大流量氧枪喷头的主要参数为:喷头孔数6~8个,采用双角度交错布置,喷孔倾角10°~17°,喷孔出口马赫数2.0~2.2。同时测定了枪位高度为1.8~2.6m时的熔池喷溅率、混匀时间和穿透深度。研究结果表明,大流量新喷头的喷溅量和射流对熔池的穿透深度都在转炉正常吹炼范围内,熔池混匀时间平均缩短6s,泡沫渣可将喷溅率降低50%。大流量新喷头良好的吹炼性能为大型转炉高供氧强度吹炼的氧枪喷头设计提供了可靠的数据。     

120t转炉氧枪喷头的设计和优化

河钢唐钢中厚板公司120t转炉主要为高品质高端品种提供钢水,在保证产能的前提下需要较高洁净度的钢水。新型的氧枪采用周边4孔,中心5孔设计,可以有效增大吹炼面积,促进熔池化渣及脱碳反应。氧枪喷头中间新加一孔,可以抑制氧枪正下方负压区的产生,增加钢渣界面的富氧能力,促进化渣,可以缩短吹炼时间约1.5min,同时该型氧枪可显著减少氧枪粘渣,减少更换氧枪频率,提高氧枪寿命。     

大锥度锥体氧枪研发及在半钢炼钢条件下的应用

为解决半钢炼钢条件下的氧枪粘枪问题,研制了新型大锥度锥体氧枪用于半钢炼钢,同时设计了新型5孔喷头替代原有4孔喷头以配合锥体氧枪的使用。通过进行阶段性的工业实践,新设计的5孔锥体氧枪具备了化渣快、吹炼过程平稳、粘渣后能够自行脱落等特点,很好地解决了氧枪粘枪问题,同时氧枪喷头寿命也有大幅度提高。     

高效节能型旋流氧枪喷头的设计与应用

通过冷态气体射流试验对旋流氧枪喷头的设计参数作出评价,也为转炉氧枪操作提供合理的参考依据;结合工业试验情况,对旋流氧枪喷头参数进行修正,最终确定了莱钢集团银山型钢炼钢厂120、150 t转炉旋流氧枪喷头枪孔的最优夹角为13°,旋流角6.5°～7°,在充分发挥旋流氧枪优良的化渣、溅渣优势的同时,解决了熔池部位侵蚀严重难题,使旋流氧枪在中大型转炉中得以推广应用。采用此旋流氧枪喷头,尤其是在大废钢比情况下转炉过程化渣效果提升明显,氧气利用率提高,并能有效缩短吹炼时间1 min以上;溅渣时,熔池部位聚渣效果显著,溅渣效果提升明显,对于提高转炉炉龄有明显的促进作用。     

复吹转炉氧枪喷头优化研究

介绍了装入量为125t的复吹转炉的氧枪喷头参数设计、水模型实验及生产试验情况。研究结果表明：优化设计的5孔氧枪的供氧能力明显增强,且吹炼过程平稳,成渣快,喷溅少。可以满足转炉扩装后的冶炼操作。     

中小型顶吹转炉氧枪设计中的几个问题

三孔喷头的结构形式、马赫数、小孔夹角和小孔间隙等参数的选择以及吹炼枪位的确定,是当前研究三孔喷头的几个重要课题。本文结合对喷头的冷态测定和转炉的吹炼实践,对上述问题进行了研究。三喉式喷头由于其结构合理,能有效地将氧气压力能转化成射流的动能。同时提出了目前中小型转炉广泛使用的单三式喷头的改进途径。结合射流冲力的衰减和实际吹炼枪位的数据找出了枪位同射流冲力的关系。可用冷态测定的射流冲力数据来指导转炉枪位的操作。在使用三孔喷头的情况下,转炉要顺利的进行吹炼,必须保证有适当的循环比(即射流的冲击半径同熔池半径之比)。小孔夹角和间隙是对循环比有影响的重要因素。     

260 t转炉氧枪参数优化效果研究

针对某钢厂的氧枪使用状况,为改善吹炼效果,提高供氧效率,优化设计氧枪喷头参数,将5孔改为6孔,采用1:9有机玻璃模型进行转炉水力学模型实验,分析氧枪喷头变化对熔池的穿透深度比、混匀时间和喷溅率的影响.结果表明:新喷头喉口总面积缩小,实际使用氧气压力增加,氧枪射流能量衰减小,相同枪位对于熔池的穿透比降低3.1％,混匀时间...     

在大型转炉开发并应用高效吹炼技术

正1前言增加供氧强度是提高炼钢产能的有效方法,因为其能减少吹炼时间。当宝钢4号高炉投产并扩容改造后,为了解决炼钢产能不足的问题,必须提高宝钢炼钢生产能力。因此在宝钢300 t转炉上进行了增加供氧强度以及提高炼钢生产能力的研究。2工业试验条件在第一炼钢厂的300 t转炉完成了工业试验,除尘系统采用OG法,最大氧气流量为70 000 m~3/h,原工艺采用的氧气流量为60 000 m~3/h,喷头采用五孔氧枪吹炼,同时设计了六孔氧枪喷头,氧气流量为68 000 m~3/h,与五孔喷头的喉口面积相比,六孔喷     

新型旋流氧枪喷头在120 t转炉中的应用与实践

莱钢集团银山型钢炼钢厂针对旋流氧枪喷头的设计、应用,通过"实验室试验+工业试验"相结合的方式,经过3年的不懈努力,解决了制约旋流氧枪喷头推广的一系列问题,形成一套完整的解决旋流氧枪喷头推广应用技术难题的关键集成技术,包括旋流氧枪喷头参数设计流程、旋流角度选择标准、气体模拟试验数据分析方法、旋流氧枪喷头参数优化途径、旋流氧枪喷头自动炼钢控制模型、溅渣优化模式等。通过制定了一套科学、完整、严谨的使用规范,使旋流氧枪喷头在120、150 t转炉上得到推广应用,吹炼起渣时间较正常枪头提前30～40 s,整体吹炼时间可缩短40～60 s,转炉消耗明显降低,平均枪龄达到300炉以上,炉龄5 300炉时底吹透气效果依然较好,进一步验证了旋流氧枪喷头良好的化渣效果、溅渣效果,具有良好的推广前景。     

120t转炉氧枪喷头参数优化与应用

针对马鞍山钢铁股份有限公司某厂120 t转炉炉型特点和冶炼工艺情况,对原有氧枪4孔喷头参数进行了优化设计.对氧枪喷孔数、喷孔偏转角、工况压力、喉口直径、出口直径和扩张段长度等都进行了适当调整,优化后的氧枪喷头马赫数由1.98提高到2.05.结合该厂生产实践表明,优化后的氧枪5孔喷头可增加转炉供氧强度,优化转炉内动力学反...     

二次燃烧氧枪喷头试验

转炉二次燃烧氧枪是在普通氧枪上增加副氧流孔的纯氧气用枪,它的用途是增加炉内CO的二次燃烧率来提高熔炼的废钢比。本文介绍了这种枪的关键部件——双流喷头的结构、枪的使用要点以及三支枪共吹炼271炉的吹炼结果。试验表明,多吃了废钢,枪的寿命提高了3～4倍,解决了沾枪的老大难问题,年经济效益达50万元以上。     

八钢120t转炉氧枪高效吹炼工艺实践

文章介绍了八钢第二炼钢厂对标国内先进钢铁厂,为了提升炼钢转炉吹炼效率,对120t转炉原氧枪喷头的马赫数、喉口、夹角进行的优化。氧枪优化后提升了供氧强度,吹氧时间缩短50~60秒;同时溅渣效果、冶炼枪位、终渣TFe、氧耗等综合指标均有明显改善。     

氧枪喷头优化设计与应用

采用水模实验对氧枪喷头的使用性能进行模拟分析,对氧枪喷头参数进行了优化设计。与原氧枪相比,新氧枪在冶炼过程中体现了优越的冶炼效果,有效减少了喷溅,增大了冲击面积,化渣良好,同时缩短了吹炼时间,保证了生产的需要。     

鞍钢3号180t转炉氧枪喷头的试验研究

通过大四孔氧枪喷头的试验,弄清了设计中存在的实质问题,为小四孔氧枪喷头设计提供了依据。小四孔氧枪喷头经过两个炉役的生产检验,认为它是较理想的喷氧设备,工艺稳定,吹炼平稳,提温快,终点碳溫协调;去除P、S效果好;终点倒炉顺行;亟待解决的炉底上涨问题从技术上得到了解决。     

BOF氧枪喷头的设计参量

对每一种BOF工艺而言，氧枪的铜喷头都是重要工具。以下氧枪喷头的设计参量决定氧气的流量及分布：1．喷嘴的数目；2．喷嘴的吹炼角；3．炉喉直径。为正确设计氧枪，必须了解氧化过程所用氧气的质量及总吹炼时间。最大鼓风速率取决于每个BOF车间的个别特点（供氧系统、转炉炉气     

本钢150t转炉4孔氧枪使用效果分析

结合生产实践,本钢炼钢厂将原转炉氧枪5孔水冷喷头改为4孔,并适当改变喷头喉口直径等参数。结果表明:4孔喷头在不影响正常工艺的前提下明显缩短了转炉吹炼纯供氧时间,达到缩短转炉冶炼周期的目的。     

新型双结构氧枪与转炉熔池交互行为的水模实验

以钢厂260t顶吹炼钢转炉为研究对象,建立了1:7的物理模型,分析了新型双结构氧枪喷头与熔池作用的交互作用,讨论了不同工况下的冲击坑深度和宽度以及射流对转炉熔池的搅拌强度,并将结果与传统结构氧枪喷头进行比较。结果表明,新型喷头与熔池作用形成的冲击坑深度与传统氧枪喷头的差别不大,设计流量下,枪高为H=35de时,新型喷头形成的冲击坑深度最大为147mm;不同枪位下,新型氧枪射流冲击坑直径比传统氧枪射流冲击坑直径平均增加22%;新型喷头的射流对熔池的搅拌效果好于传统喷头,设计流量下的最佳操作枪位为35～40de。     

新氧枪喷头吹炼工艺试验

新设计的三孔拉瓦尔喷头氧枪试验表明：吹炼平稳，初渣和终渣的碱度控制合理，脱磷，脱硫效果较好，脱碳和升温均衡协调，平均每炉钢纯供氧时间为１６分钟。