RH精炼循环流量优化的水模型研究

以70 t钢包RH精炼装置为原型建立了1:3.27水模型,用流速法测量RH循环流量。分析了实际工艺条件下钢水的RH循环流量以及上升管吹气量、吹气孔内径、吹气孔高度、浸渍管插入深度等参数对RH循环流量的影响,并得出优化工艺参数。70 t钢包RH精炼实验结果表明,当上升管吹气量1 200 L/min,吹气孔内径3 mm时,轴承钢平均[O]比原工艺降低3×10^-6;超低碳钢碳含量可降低到0.002%以下,脱碳时间比优化前明显减少。     

连铸结晶器气泡粒径影响因素的水模型实验研究

为了研究连铸结晶器内气泡的分布规律及影响因素,利用水模型实验研究了板坯连铸结晶器内的气液两相流动,并采用图像分析软件分析了不同吹气口、水流量、吹气量、插入深度和水口倾角对结晶器内气泡粒径的概率分布和平均粒径的影响.结果表明:气泡的平均粒径随吹气口孔径、吹气量和水口倾角的增大而增大,随着水流量的增大而减小.发现不同吹气口、水流量和吹气量对气泡粒径的概率分布及平均粒径的影响较大,插入深度和水口倾角的影响较小.     

RH循环流量水模实验研究

通过物理实验模拟考察了RH精炼过程中吹气量、吹气方式、真空度、气体行程等参数对循环流量的影响,并对实验结果进行了分析和论述,得出结论,吹气量低于120 m3/h时,循环流量随吹气量的增大而提高,多孔吹气、真空度升高及增加气体行程均有利于循环流量的提高。     

单嘴精炼炉真空处理过程气泡行为及冶金效果研究

根据相似理论,以钢厂80 t单嘴精炼炉1:4的水模型模拟了单嘴精炼炉内气泡行为,分析了吹气流量(2～10 L/min)、吹气塞直径(15～30 mm)对气泡行为、混匀时间的影响。水模拟结果表明,随吹气流量增加,混匀时间减少,但吹气流量≥6 L/min,混匀时间没有显著变化;在相同吹气量下,吹气塞直径增加,混匀时间减少。实验研究基础上,在80 t单嘴精炼炉上进行了超低碳钢的生产试验,结果表明单嘴精炼炉在18 min脱碳时间内,钢中碳含量可降到10×10^-6;脱硫剂消耗4 kg/t的情况下,成品钢中S含量为(20～30)×10^-6,脱硫率平均达49%;吹氩强度平均为4 L/(t·min),是相同吨位RH的25%。     

RH表观脱碳速率的影响因素研究

根据真空脱碳反应热力学讨论了实际真空度130Pa以下保持12min的RH脱碳反应的碳-氧平衡关系,指出受传质动力学的影响,RH脱碳结束时钢液中的氧含量还未达到真空度为1 000Pa时的平衡值。利用pH值测定法NaOH稀溶液吸收CO_2速率的实验原理在水模型中对RH真空[C]-[O]反应的表观脱碳速率进行研究,考察了提升气体流量、顶吹气体流量、顶枪枪位和气泡行程(浸渍管浸入深度)等因素对传质的影响。     

顶吹工艺对铁水包混匀影响的水模实验研究

为了快速脱氧和脱硫,并改善顶吹精炼的动力学条件。以某炼钢厂150 t铁水包为原模型,建立了模型与原型尺寸比为1:4的物理模型。实验研究了吹气位置、吹气高度和吹气量对钢液混匀的影响规律。结果表明,当吹气孔距离钢液面高度为200 mm、吹气孔距离铁水包中心0.7R、吹气量600 L/min时钢液的混匀时间最短。     

底吹氩钢包内夹杂物粒子上浮行为的水模实验研究

将修正伽利略准数作为对钢包内夹杂物上浮规律模拟的判据,以某厂150t底吹氩钢包为原型,建立了模型与原型尺寸比为1:4的物理模型。通过实验研究了吹气量、吹气孔与钢包中心距离、两吹气孔与钢包底中心连线的角度,对夹杂物粒子上浮去除的影响规律。实验结果表明:合理的吹气量为300 L/min;吹气孔靠近钢包中心、吹气孔与钢包中心连线角度小时,夹杂物上浮去除时间短,有利于夹杂物去除。     

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.     

连铸结晶器水模型内含气率分布的数值模拟

针对连铸结晶器的水模型内含气率分布问题,采用准单相模型模拟了不同气泡直径、不同水流量和不同吹气量对含气率的分布的影响.结果表明,含气率分布总体外貌呈"蒜头状",气泡直径和水流量对含气率的分布范围影响较大且随气泡直径减小或水流量的增加含气率分布范围增大,而吹气量的影响不显著.通过与实验结果对比,验证了研究方法的正确性.     

LF精炼炉混合特性及夹杂物去除的水模型研究

针对某钢厂130 t精炼钢包炉熔池进行水模型实验,在研究混匀时间的同时,选择乳状液作为模拟夹杂物,研究了底吹氩钢包内夹杂物的上浮行为。实验考察指标为混匀时间和夹杂物的去除率。结果表明,底吹气量对混匀时间和夹杂物去除率影响均很显著,综合考虑混匀时间和夹杂物去除率及吹气量对钢液的影响,混匀时间较短,夹杂物去除效果较好,并且对钢液温度及污染影响较小的工艺参数为:双孔吹气,原型吹气量为250 L/min。     

LCAK钢CAS精炼过程的物理模拟

针对CAS精炼过程中罩外有大量气泡溢出的问题,在相似性原理的基础上建立了CAS钢包的水模型.研究了CAS精炼过程中底吹气量、浸渍罩插入深度和不同底吹位置对钢包混匀时间的影响.实验发现:浸渍罩的中心与底吹气孔的中心同轴时,能有效地防止罩外气泡溢出.对于300 t钢包,底吹方案优化后,底吹位置选在距钢包中心0.3r~0.4r(r为钢包底部半径),精炼时底吹气量为600 L·min-1,排渣时底吹气量选在500 L·min-1左右,浸渍罩浸入深度选为180~225 mm.工业试验表明,优化后的底吹方案有效地解决了罩外气泡溢出的问题,并且提高了LCAK钢液的洁净度和可浇注性.      

80t单嘴真空精炼装置脱碳工艺试验研究

单嘴真空精炼装置是一种新型的炉外精炼设备。采用80t单嘴真空精炼装置进行了127炉脱碳工业试验,试验结果表明,单嘴真空精炼装置可以获得较好的脱碳效果,试验最低碳质量分数为10×10^-6。主要介绍了单嘴精炼装置的试验情况,分析了钢包底吹气体流量、钢包内渣层厚度、钢包自由空间高度、脱碳时间、钢水温度及成分对脱碳效果的影响...     

100t顶底侧吹转炉熔池混匀行为

在实验室建立了100 t顶底侧吹转炉模型,研究了侧吹枪的直径、侧吹位置、侧吹气量和底吹气量对转炉熔池混匀时间的影响.结果表明,采用侧吹技术可以显著降低顶底复吹转炉熔池的混匀时间;当侧吹气量小时,小直径的侧吹枪有利于降低熔池混匀时间;本研究的侧吹位置对熔池混匀时间影响不显著;存在一个临界侧吹气量,当侧吹气量小于临界气量时...     

宝钢转炉复合吹炼脱碳模型系数的探讨

一引言转炉炼钢数学模型的核心组成之一是脱碳模型,近几年来,随着转炉吹炼工艺的发展,国内外的转炉普遍采用了顶底复合吹炼技术,其主要特点就是通过加强熔池的搅拌,改善了转炉冶金反应的条件,特别是对贯穿于炼钢过程始终的脱碳反应,由于底吹气体促进了熔池中碳元素的传递,改善了脱碳反应的动力学条件,从而提高了脱碳效率,     

连铸结晶器物理模拟中吹气量的相似转换

依据相似原理,考虑了气液流动之间的相互影响和实际吹氩时的高温膨胀,采用修正弗劳德准数对现场吹氩量和实验吹气量之间进行相似转换,并推导出四种常用的模拟气体与现场吹氩量之间的换算关系.以断面为210mm×900mm的结晶器为原型,采用0.6∶1的缩小水模型对现场实际工况条件进行模拟.结果表明,模拟与现场情况能够较好的吻合.当模型水流量为3.80m3.h-1、吹气量为0.93L.min-1时,气泡在结晶器内分散均匀,气泡逸出不会造成过大液面波动;当水流不变、吹气量增加到2.79L.min-1时,气泡聚集在水口周围上浮,水口周围波动剧烈,渣层出现裸露.模拟现象与现场浇注现象的相似性验证了吹气量相似转换的正确性.     

利用CO2回收煤矸石中的碳

针对煤矸石长期堆存不仅危害生态环境安全,还造成能源浪费的问题,利用正交实验研究了脱碳温度、脱碳时间、气体流量、CO₂体积分数4个因素对煤矸石脱碳率的影响.结果表明：脱碳温度对煤矸石脱碳影响高度显著;脱碳时间的增加可以在一定程度上促进煤矸石脱碳;CO₂体积分数和气体流量对煤矸石脱碳的影响较小.煤矸石脱碳的最佳实验条件为脱碳温度1 100℃、CO₂体积分数80%、脱碳时间90 min、气体流量9 L/min,此时煤矸石脱碳率达到96.68%.     

150t钢包双孔底吹的水模型研究

为研究钢包的双孔底吹气量对钢包混匀时间、波高及卷渣和渣眼形成的影响,优化底吹工艺,以国内某厂 150 t 钢包为原型建立了钢包物理模型,模拟现场底吹工艺,综合混匀时间、波高及卷渣和渣眼的变化规律分析得到较优底吹气量。 结果表明,底吹气量越大,混匀时间越短,当底吹气量从 0.6 m³/h 增加至 1.2 m³/h 时,混匀时间大幅度缩短,瞬时波高及波动较小,之后随底吹气量的增大,混匀时间减少,速率变缓慢,而波高大幅度增长;临界渣眼的底吹气量和临界卷渣底吹气量不同,随着底吹气量增大,渣眼面积和卷渣深度均变大。 综合分析表明,实际底吹气量选择1.2 m³/h 较为合适,在波高、渣眼面积、卷渣增加不明显的情况下,大幅度缩短了混匀时间。     

镁铝尖晶石对钢液脱碳的影响

通过高温实验,研究了镁铝尖晶石对钢液脱碳反应的影响,利用热力学分析了镁铝尖晶石对钢液脱碳的作用机理.研究结果表明:高温(1 900 K)下镁铝尖晶石对钢液具有明显的脱碳作用,加热温度、钢中[C]含量以及镁铝尖晶石成分是影响钢液脱碳的主要因素;钢水脱碳量随着加热温度和钢中w[C]的升高而增加;镁铝尖晶石的化学成分对钢液脱碳有重要影响,其中以钢中[C]与MgO组分的反应为主要反应,与MgAl2O4的反应为次要反应.     

钢包底吹氩水模实验研究

采用水力学模型试验方法研究了不同底吹孔位置、不同底吹气量、不同顶渣厚度和粘度时对钢液混匀时间的影响.结果表明:结合此实验条件,钢包的单点偏心喷吹位置距钢包底约1/3半径处为宜;随着底吹气量的增大,均混时间明显缩短;渣层越厚,均混时间越长,渣层粘度对均混时间的影响不是很明显,但总的来说,渣层粘度越大,均混时间越长.     

喷气封堵液态金属可行性实验研究

为了实现气体对液态金属的封堵约束, 分别进行了喷吹气体封堵容器中水和水银侧向流出的实验.考察了喷吹气体量、喷吹距离等参数对封堵液体高度的影响.结果成功封堵水和水银,发现随喷吹气体流量的加大和喷口距离的缩短,封堵液体高度迅速增加.另外,通过回归实验数据得到封堵液体高度的经验公式.