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利用CFD软件对南京钢铁股份有限公司150t转炉进行了三维超音速射流数值模拟。模拟结果表明:由于新氧枪产生氧气射流的高速射流段,射流半径和射流交汇情况比原氧枪有所改善;新氧枪的搅拌能力好,可以促进钢液中的传质、传热,加快冶炼节奏。 相似文献
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电弧炉炼钢广泛采用集束射流供氧技术以强化熔池搅拌、加速冶金反应和提升产品质量.本文利用数学分析方法推导出射流冲击深度理论计算模型并进行了修正, 利用数值模拟和水模型实验方法验证所推导计算模型的可靠性.实验结果表明:集束射流与普通超音速射流的冲击深度规律相似.同射流条件下, 随着氧枪枪位的提升, 冲击深度逐渐减小;同枪位条件下, 集束射流冲击深度大于普通超音速射流冲击深度;集束射流的k值和射流轴线密度大于普通超音速射流, 这表现为相同氧枪枪位条件下, 集束射流的冲击深度更深. 相似文献
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用Fluent软件对炼钢转炉氧枪在不同工况条件和环境温度下的射流行为进行数值模拟研究。结果表明:出口马赫数、环境温度和出口压力对氧气射流影响显著;氧枪射流超音速核心长度与出口马赫数和环境温度呈正相关,与环境气体压力呈负相关;在设计工况下,回归得到无因次超音速核心长度与出口马赫数的关系方程;非设计工况下,随着出口压力的变化,超音速核心长度与出口压力比(Pe/Pa)呈线性关系。此外,进一步研究了转炉内环境温度变化对超音速射流核心长度的影响,通过引入"引射率"分析了射流在传输过程中对周围气体的引射特性,并得到轴向引射率随出口马赫数和环境温度的变化关系。 相似文献
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为进一步提高集束氧枪对熔池的冲击搅拌效果, 重点分析了在两种环境下, 不同环流布置模式对超音速氧气射流流场与冲击能力的作用效果.通过对比在高温喷射试验与数值模拟研究结果, 分析射流轴向速度与射流总温流动状态, 研究不同环流布置模式下集束射流冲击特性.通过分析不同数量网格的可靠性, 选取合适的数值模拟模型, 并采用涡耗散概念模型和多步燃烧反应机理计算超音速状态下氧气与甲烷的混合与燃烧过程.研究结果表明数值模拟结果与高温喷射试验数据吻合程度较好.环流布置对拉瓦尔管出口流速无明显影响, 主氧射流核心段随环流孔径与主氧射流间距的增大, 有先提高后下降的趋势, 且不同环流布置模式对主氧核心段均有延长效果. 相似文献
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利用Fluent软件研究了转炉炼钢不同枪位条件下的顶吹气体射流特性,并与理论计算结果对比分析。发现单孔氧枪数值模拟的冲击深度小于理论计算值、冲击面积大于理论计算值,且随着枪位的提高,冲击深度差值变小,冲击面积差值变大。在此基础上,研究了100 t转炉采用4孔超音速氧枪的射流冲击特性,发现当枪位为1.0 m时,冲击深度为0.21 m,冲击面积仅为1.328 m2,与计算值相差较大;当枪位提高至1.5 m时,冲击深度模拟结果为0.12 m,计算值为0.83 m,冲击面积模拟结果和计算值相差增大。 相似文献
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文章采用数值模拟软件Fluent,建立了一个四孔聚合射流氧枪顶吹转炉的三维模型,通过改变氧枪枪位和氧枪喷孔夹角,对转炉炼钢条件下的聚合射流与熔池的相互作用进行了模拟与分析。结果表明:在相同操作条件下,随着氧枪枪位的提高,射流对熔池的冲击直径由1.93 m增大到2.30 m、冲击深度由0.48 m降低到0.32 m,同时低枪位时射流对熔池的冲击动能大;在同一喷吹枪位下,随着氧枪喷孔夹角的增大,射流对转炉熔池的冲击直径由1.41 m增加到2.14 m、冲击深度由0.60 m降低到0.48 m。 相似文献
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氧枪喷头使用的若干问题 总被引:4,自引:0,他引:4
氧气炼钢的优点是冶炼速度快、质量好、产量高、能耗少。氧枪是氧气炼钢时供应氧气射流的主要部件。而氧枪喷头又直接控制着氧气射流的气动力学特性,直接影响着炼钢生产。现今钢水二次精炼技术被广泛应用,但炼钢炉仍是提供纯净钢水的重要前工序,所以研究氧枪喷头还不失其重要意义。氧枪喷头的良好性能不仅取决于设计和制造质量,也取决于 相似文献
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为克服传统氧枪在转炉炼钢工艺技术中的局限性,利用数值模拟对不同结构的五孔旋流氧枪进行模拟研究,分析了旋流氧枪的倾斜角(13°~15°)、旋流角(0~15°)对射流的衰减、聚并形态和冲击面积的影响。结果表明:与普通氧枪相比,旋流氧枪的射流速度较低,但因存在切向力,对熔池的搅拌能力更强;倾斜角增大会导致射流径向的速度分量增大;旋流氧枪由于旋流角的作用,发生射流聚并的可能性降低;倾斜角对射流的聚并有重要影响,倾斜角减小,射流聚并更加严重并且射流冲击面积会减小;当倾斜角15°并且旋流角为10°时冲击面积最大。 相似文献
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通过采用数值模拟与冷态水模拟相互印证的手段,以北方某钢厂100 t炼钢转炉为原型,建立了四孔拉瓦尔氧枪喷头与转炉炉体的三维模型,模拟研究了高马赫数氧枪枪位变化对熔池内钢液流速的变化状况以及射流的冲击效果的影响。结果表明:随着氧枪枪位从1.7 m提高到2.5 m,对熔池钢液的冲击能力不断减弱,导致冲击深度不断减小。但是,随着枪位的提高,氧气射流对钢液的作用面积却不断增大。高马赫数氧枪位在1.6~2.2 m冲击深度适中,熔池混匀效果最好,此时钢液流速在熔池径向方向上的分布更加均匀,且高速区域占比更大,混匀时间较短,对熔池底部钢液的搅拌效果最好。 相似文献
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本研究利用Fluent软件对南钢110 t转炉顶吹氧枪喷头参数对超音速射流流场分布特性影响进行三维数值模拟,并将研究结果应用到南钢110 t转炉常规冶炼过程。研究结果表明,13.5°四孔氧枪在1.7 m处(理论枪位)保持较高的射流速度,且射流有效冲击半径最大。即13.5°四孔氧枪可有效提高氧气与熔池的接触面积,提高氧气利用效率。基于412炉次冶炼数据结果发现,相比于原氧枪,在采用设计流量为24 000 m3/h,喷孔夹角13.5°的优化后氧枪时,在相同冶炼条件下,110 t钢水的平均冶炼时间及终点碳氧积分别减小1.5 min及0.000 3,熔池脱磷率提高4.1%,终渣TFe含量下降1.7%。 相似文献
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熔池流动状态及反应速度是实现转炉高效冶炼的关键,主要取决于氧气射流与熔池的相互作用及底吹搅拌强度。建立了120 t转炉旋流氧枪的三维全尺寸几何模型,利用数值模拟研究了不同旋流角旋流氧枪的射流特性,并对比分析了其对转炉熔池的冲击搅拌效果。结果表明,随着旋流角的增大,氧气流股的射流核心区长度不断减小,射流中心距氧枪轴线距离增大,氧枪射流交汇点距喷孔出口距离不断增大,射流聚合现象被抑制;当旋流角由0°增加至15°时,氧气射流的冲击深度减小了40%,冲击半径增加了13%;熔池纵截面上的高速区域分布在冲击凹坑附近,横截面上的高速区域分布在冲击凹坑及相邻凹坑连接处延长线外部区域。 相似文献