底吹方式对渣-钢界面影响规律的水模型

 利用水模试验方法模拟底吹方式对转炉吹炼过程中渣-钢界面搅拌与传质效果的影响,研究底吹强度、底吹枪个数等因素对渣-钢界面搅拌与传质的影响规律。试验研究结果表明,由于底吹搅拌作用,使渣-钢间传质速率呈规律性变化。不同底吹枪个数与底吹搅拌强度的组合,存在渣-钢界面传质速率的最大值。单支底吹枪的底吹强度为0.020～0.025 m3/（t·min）时,渣-钢间传质速率最大。     

复吹转炉顶吹枪位与非均衡底吹搅拌的水模拟

为优化120 t复吹转炉冶炼效果,通过水模型试验,模拟研究了复吹转炉底吹强度、顶枪枪位、底吹排布方式和流量分配比对渣 钢间传质效果和熔池混匀时间的影响。研究表明,在相同底吹条件下,顶枪低枪位操作时渣 钢间传质系数比高枪位操作时渣 钢间传质系数大,且随着底吹流量分配比增大,渣 钢间传质系数先增大后减小。在相同顶枪枪位操作条件下,底吹元件间隔排布时,渣 钢界面传质效果总体优于连续排布。随着底吹流量分配比增大,高枪位和低枪位混匀效果变化趋势近似相反。在高枪位下,底吹元件连续排布混匀时间总体少于底吹元件间隔排布时对应的混匀时间;在顶枪低枪位操作条件下,底吹元件连续排布混匀时间总体大于间隔排布混匀时间。通过顶枪枪位、底吹排布和流量分配比的合理匹配,较传统均衡流量底吹模式,传质系数可提高30%～125%,混匀时间可减少8.6%～51.5%。     

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。     

转炉底吹元件非均衡供气搅拌的冷态水模拟

通过水模试验,研究了复吹转炉底吹强度、布置模式、流量分配比对熔池中渣-钢间传质系数的影响。试验表明,渣-钢间传质系数随着流量分配比的增大,存在先升高后降低的规律,且不同底吹强度下拐点位置不一致。混匀时间随流量分配比的增大先降低再升高。在连续布置下,对于0.20 m3/(t·min)的底吹强度,底吹流量分配比为4∶1时,渣-钢间传质效果最优,与常规底吹均衡供气方式相比,渣-钢间传质系数能够提高81.4%。在间隔布置下,对于0.15 m3/(t·min)的底吹强度,底吹流量分配比为2∶1时传质效果最优,渣-钢间传质系数能够提高42.5%。连续布置比间隔布置提高渣-钢间传质效果更好。     

转炉底吹供气方式对熔池搅拌的影响

为探究复吹转炉底吹供气方式对转炉搅拌效果的影响,采用水模拟方法研究了转炉底吹流量分配比、切换频率及分组模式对渣-金界面传质与混匀的影响。实验结果表明:流量分配比、切换频率及分组模式都会使渣-金界面的传质系数与混匀时间发生改变。在连续模式下,底吹流量分配比选择4时,传质效果最优;流量分配比选择5时,混匀时间最小。在间隔模式下,底吹流量分配比选择3时,传质效果最优;流量分配比选择4时,混匀时间最小。传质系数随切换频率的增加而减小。流量分配比对连续模式传质系数的影响比间隔模式大,2种模式下混匀效果接近。连续模式下底吹会导致炉衬侵蚀不均,大流量侧会加速炉衬侵蚀和两相乳化过程,小流量侧则相反。     

底吹钢包中钢-渣间传质的物理模拟

利用苯甲酸在水-油之间的传质模拟底吹钢包中冶金反应的传质过程,研究了渣中传质为速度限制环节时底吹流量、渣量、底吹位置对传质速度的影响.研究结果表明,传质速度随底吹流量的增加而增大,超过某一临界流量时速度增加更快,实验中苯甲酸的传质在低流量时kA∝Q0.20,在高流量时kA∝Q0.80,传质速度的突然加快是由于大量渣滴被卷入水中使渣钢接触面积变大;钢-渣间传质速度随渣量的增加而增加;中心底吹比偏心底吹传质速度更快,钢包优化底吹位置的确定应该综合考虑熔池的混匀时间和渣钢间的传质速率.     

复合搅拌工艺电弧炉熔池混匀与界面传质特性

全废钢电弧炉冶炼过程中缺失C-O反应,加之熔池呈浅碟型,单一搅拌方式搅拌强度低,反应动力学条件差,是制约电弧炉高效冶炼的主要原因之一。为了改善电弧炉冶炼过程熔池内动力学条件、提高冶炼效率,采用物理模拟方法,研究了单一搅拌方式形成的流场特性,在此基础上进一步探究了不同复合搅拌组合条件下熔池混匀与界面传质特性,探究最佳的复合搅拌方式。研究结果表明,氧气射流、侧吹形成的流场相似,主要分布在熔池上部和中上部,复合搅拌不能消除单一搅拌形成的弱搅拌区域;底吹形成的流场可以贯穿整个熔池,但在远离流股中心处和底部仍然存在弱搅拌区域,与射流复合搅拌可以大幅提高搅拌效果,平均混匀时间为53～86 s。在射流和底吹复合搅拌的死区部位添加侧吹喷枪,形成“三元”复合搅拌,可以进一步强化熔池搅拌效果,平均混匀时间为31～68 s,远低于“二元”搅拌,但熔池内部混匀效果与钢-渣界面传质效果对搅拌工艺参数要求并不一致,甚至相反。综合在“三元”搅拌条件下的冶金效果,1组和5组综合冶金效果最佳。     

转炉底吹枪优化布置的数值模拟

为了优化转炉底吹搅拌效果,以某钢厂转炉为研究对象,运用软件Ansys-Fluent建立三维Euler数学模型,研究了底枪支数对底吹氩转炉内钢液混匀行为的影响规律。结果表明,4支底枪分布,单支底吹流量大,熔池内回流区发展充分,底吹元件不易堵塞,并且熔池内钢液的平均速度大,弱流区、低速区和死区的范围小,混匀时间短,是最佳的底枪支数分布。部分底枪集中布置的8支和12支分布,流动形式等效于4支底枪分布,但能量的利用率较低,这种多支底枪分布有利于熔池上半部分的混匀,但是由于底吹元件多,单支底吹流量小,对炉底的搅拌作用差。实践表明,采用4支底枪分布,转炉吹炼终点各项技术指标得到很大的改善,与数值模拟结果相符合。     

210t转炉底吹供气参数优化模拟研究

为优化某厂210t转炉底吹供气效果,利用气-液两相流相互作用数值模拟方法,研究了底吹元件数量、布置方式和供气强度变化对熔池搅拌效果的影响.通过对8支、10支、12支底吹元件数量下的作用效果分析,得出12支底吹元件布置在0.63D(D为熔池直径)的同心圆上时,熔池内钢液流动相对较稳定,"死区"比例最低,混匀时间最短.随着...     

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。     

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In order to research the stirring effect on bottom blowing gas supply mode in combined blowing converter, the effect of bottom blowing flow rate distribution, switching frequency and grouping mode on mass transfer between slag- metal interface and mixing time was investigated. The study indicates that both mass transfer coefficient and mixing time change with the bottom blowing flow rate distribution, switching and grouping mode. Under continuous mode with distribution ratio as 4, the mass transfer effect reaches best; when set distribution ratio as 5,mixing time reaches smallest.Under spaced mode with distribution ratio as 3, the mass transfer effect reaches best; when set distribution ratio as 5, mixing time reaches smallest. Mass transfer coefficient decreases with increases of switching frequency. Distribution ratio has greater effect on mass transfer coefficient under continuous mode than spaced mode. Both modes are almost identical on mixing effect. In continuous mode, bottom blowing leads to uneven erosion, large flow side accelerates the lining erosion and two- phase emulsion process, while the small flow side is opposite.     

RH精炼底吹工艺优化的物理模拟

为了提高RH精炼效率,缩短精炼时间。以某钢厂150 t RH真空精炼装置为原型,建立相似比为1∶4的水模型,研究底吹孔个数与底吹流量的影响。结果表明,实施底吹工艺后,RH循环流量和混匀时间相较无底吹时都有明显改善。相同底吹流量情况下,单孔底吹对循环流量提升效果明显优于双孔底吹工况,如当底吹流量为90 L/min时,单孔底吹工况相较于无底吹工况循环流量增加34%,而双孔底吹工况只增加13%。底吹流量小于90 L/min时,单孔底吹和双孔底吹工况下混匀时间相差不大。底吹流量大于90 L/min时,双孔底吹工况下混匀时间反而有所增加。建议生产现场采用单孔底吹工艺,如采用双孔底吹工艺时,底吹流量应小于90 L/min。     

底吹钢包内离散气泡运动及界面波动对脱硫行为影响

为了分析钢包内离散气泡和界面波动对脱硫效率的影响,本文采用数值模拟法,选择大涡模拟和离散相模型,结合界面追踪法建立三维瞬态渣-金-气三相流模型,模拟气泡行为及渣层变化规律,同时利用相间传质求解发生于钢包内渣-金界面处的脱硫过程.本模型设置压力为101.325 kPa,反应温度为1873 K,考虑了气泡运动、变形、破碎、...     

VOD精炼过程的水模型实验

通过相当于太钢75 t椭圆形钢包容量1/9的水模型,采用N2模拟底吹氩和顶吹氧试验,研究了VOD底吹位置和吹气量对钢液混匀时间的影响。试验结果表明,模型合理吹气量为1.1~1.3 m³/h,相当于75t钢水VOD处理的吹气量350~460 L/min;单底吹砖位置越靠近钢包中心,混匀时间越短;用双底吹砖或三底吹砖吹气时,混匀时间明显缩短,但存在最佳底砖分布位置。顶底复吹时,为取得较好的效果,亦存在顶吹-底吹气量的最佳配合及相应的有利位置。     

电弧炉炉底吹气搅拌冷模拟研究

针对25t电弧炉底吹气搅拌工艺，通过冷模拟分别研究了搅拌功率对缩短钢液混匀时间，加快废钢熔化和增强渣一钢界面传质的影响，并得出了相应的规律。研究结果为实际工业性生产提供了理论依据。     

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。     

210 t钢包底吹工艺优化物理模拟

 为研究钢包底吹孔布置对钢液混匀时间及液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺,以某厂210 t钢包为原型,根据相似原理建立钢包物理模型,模拟钢包底吹氩工艺。通过研究不同底吹孔位置与角度对混匀时间和液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺。结果表明,最优底吹位置为底吹孔位于距钢包底部圆心距离为[0.60R/0.60R,]夹角为100°。底吹孔在[0.40R]的位置,两气柱会相互影响;底吹孔在[0.60R]的位置是较理想的位置;底吹孔在[0.79R]的位置,气流对包壁冲刷严重。