电弧炉炼钢集束射流氧枪的射流特征

对电弧炉炼钢用集束射流氧枪的射流特性进行了冷态和热态试验。50tUHP EAF的工业试验表明，使用集束射流氧枪可降低电耗20kWh/t，降低氧耗15％,提高生产作业率5％，降低吨钢成本10元。     

淮钢70 t电弧炉PTI JetBOx系统的应用

淮钢70t电弧炉安装3套阿JetBOx集束射流氧枪系统后，冶炼周期降低3—5min，电耗降低25—40kWh／t，电极消耗降低0．4kg/t。     

电弧炉炼钢炉壁碳氧喷吹系统的开发和应用

开发了炼钢电弧炉炉壁碳氧喷吹模块系统，并对该系统集束射流氧枪射流特性进行了冷态和热态试验。工业应用表明：使用炉壁碳氧喷吹模块系统可降低电弧炉炼钢电耗50kWh／t，提高生产作业率20％—30％，降低吨钢成本10元左右。     

100t 电弧炉 Cojet集束氧枪的应用

安阳钢铁公司100 t电弧炉在复产改造中采用炉壁Cojet集束氧枪替代原有的炉壁氧燃烧嘴。100 t电弧炉改造复产后,炉料为80 t废钢+30 t生铁时,EAF冶炼周期55 min,电耗360 kWh/t,电极消耗1.6 kg/t;当炉料为60%废钢+40%铁水时,EAF冶炼周期50 min,电耗225 kWh/t,电极消耗1.2 kg/t,实现电弧炉低成本高效化运行。     

兴澄钢铁公司100 t直流EBT电弧炉高效生产实践

兴澄特钢100t直流。EBT电弧炉于1997年11月投产，变压器额定容量90MVA，年设计生产能力68万t，主要生产轴承钢，齿轮钢，高压锅炉管用钢，油井管用钢。2001年10月于电弧炉炉壁安装3套ACI PyreJet集束氧枪和2套PyrOx氧燃烧嘴，使冶炼通电时间由51min降至42min，冶炼周期由59min降至49min，电耗由327kWh／t降至281kWh／t，氧耗为52m^3／t。2002年10月采用40％～50％铁水热装工艺，通电时间进一步降至36min，冶炼周期44min，电耗177kWh／t，氧耗增至56m^3／t，年产量达110万t。     

70 t 高阻抗超高功率电弧炉的工艺实践

攀成钢70 t高阻抗超高功率偏心底电弧炉的炉料为20%铁水+80%生铁-废钢。在电弧炉的炉壁上安有3支RCB集束喷枪装置和炉门两侧墙上安有两处喷碳粉枪。冶炼实践表明,吹氧脱碳速度达0.08%～0.012%C/min,冶炼电耗为310.86 kWh/t钢,电极消耗1.67 kg/t钢,氧气消耗46.7 m³/t钢,冶炼周期56 min。     

40 t电弧炉高效化生产实践

兴澄特钢3座40 t电弧炉(变压器容量每座15MVA)经过氧枪等改造和添加铁水等工艺措施优化后,使每炉冶炼时间由3 h降至60～70 min,电耗降至160 kWh/t,氧耗为50 m³/t,电极消耗2.0 kg/t,3座电弧炉年产能力达85万t。操作实践表明,每炉20～25 t的铁水加入量可使40 t电弧炉得到最佳的经济指标。     

大型电弧炉提高用氧量的研究

天津钢管公司 15 0 t超高功率电弧炉采用双氧枪吹氧和安装了喷吹碳粉装置 ,用氧量由 17m3 / t增加到 30 m3 / t,每炉钢的平均冶炼周期缩短 5 min,电耗平均降低 32 k W· h/ t     

炼钢氧枪的集束射流数值模拟研究

利用Fluent软件对炼钢氧枪射流流场的速度进行了模拟,发现集束氧枪较超音速氧枪气流沿中心轴线的速度衰减显著下降。对集束氧枪流场的温度和密度进行模拟,采用燃气燃烧产生的高温的、低密度保护区域是集束氧枪核心段延长的主要原因;而采用纯氧作为保护气不能增加主射流核心段长度,因此纯氧方案作为保护气是不可行的。研究为炼钢用氧的集束射流设计提供了理论依据。     

安钢100 t竖式电弧炉高热装铁水比的工艺实践

分析研究了热装铁水比对100t竖式电弧炉吨钢电耗、吨钢氧耗、冶炼周期和冶炼成本的影响以及对原材料、氧气供应、水冷条件、除尘能力等的要求。通过采用电弧炉炉壁USTB集束供氧技术,该电弧炉的供氧强度达到1.6 m³/(t·min)。实践表明,该集束供氧技术能满足高热装铁水比冶炼的要求,在相同热装铁水比下,冶炼电耗降低25 kWh/t,冶炼成本下降100元/t以上。     

传统与聚合射流氧枪冲击炼钢熔池效果的数值模拟

通过90 t转炉的传统氧枪喷孔周围增加环氧孔,通人辅助氧气保护主氧射流形成聚合状态,建立二维两相数值模型,分析传统氧枪和聚合射流氧枪射流轴线上氧气射流速度分布及不同枪位下熔池中钢液的流动特性和冲击深度。结果表明,与传统氧枪相比,枪位相同时,聚合射流氧枪射流衰减慢,冲击力大,冲击凹坑深度深;在30De(De-氧枪出口直径)枪位下的最大冲击深度与20De枪位下的传统氧枪相同,当聚合射流氧枪在40De枪位下喷吹得平均冲击深度与传统氧枪20De枪位喷吹时相当。     

180 t转炉聚合射流流场的水力学模型的实验研究

采用几何相似比1∶10水模型对180 t顶底复吹转炉内射流与熔池相互作用进行模拟试验,研究了在最佳枪位(150 mm)时氧气流量(38~42 m³/h)对均混时间的影响以及最佳顶枪流量(39 m³/h)下聚合射流氧枪枪位(40~150 mm)对均混时间的影响。结果表明,聚合射流氧枪对熔池的搅拌效果完全能达到顶底复吹的搅拌效果,如能在转炉冶炼工艺中应用,可取消底吹系统,简化转炉设备,提高转炉炉龄。     

Modeling of an Impinging Oxygen Jet on Molten Bath Surface in 150 t EAF

 A transient three-dimensional mathematical model has been developed to analyze the three-phase flow in a 150 t EAF (electric arc furnace) using oxygen. VOF (multiphase volume of fluid) method is used to simulate the behaviors of molten steel and slag. Numerical simulation was conducted to clarify the transient phenomena of oxygen impingement on molten bath. When oxygen jet impinges on the surface of molten bath, the slag layer is broken and the penetrated cavity in molten steel is created. Simultaneously, the wave is formed at the surface of uncovered steel on which the slag layer is pushed away by jet. The result of numerical simulations shows that the area and velocity of uncovered steel created by impingement, jet penetration depth change from 0.10 m2, 0.0125 m/s, 3.58 cm to 0.72 m2, 0.1445 m/s, 11.21 cm, when the flow rate of an oxygen lance varies from 500 to 2000 m3/h. The results have been validated against water model experiments. More specially, the relation between the penetration depth and oxygen flow rate predicted by numerical simulation has been found to agree well with that concluded by water model.     

聚合射流氧枪射流特性的实验研究

利用带有中心主孔的Laval喷管和16个副孔的聚合射流氧枪喷头的氧枪射流检测系统研究氧枪射流中心速度的衰减规律,测试常温氦气代替高温燃烧的保护气体作为伴流而产生的聚合射流,以及高温以主孔通空气,两副孔分别通入氧气和丙烷来产生保护气体模拟的聚合射流。结果表明,聚合射流特性优于传统射流特性,常温下随氦气入口压力增加,中心射流的轴向衰减变缓,获得比传统超音速射流更长的超声速区域;高温下通过调节燃气和氧气流量可改变环状火焰长度,同时可以根据生产实际情况变化主射流长度,满足冶炼工艺要求。     

50 t转炉四孔变角氧枪射流融合距离的数值模拟

采用Fluent软件模拟了50 t转炉四孔变角和非变角氧枪气体射流,研究了喷孔倾角对氧气射流流场和流股融合距离的影响。结果表明,在距喷头出口距离较近时,各流股独立为自由射流,随着距喷头出口距离的增加,各流股不断扩张,并在一定距离时融合成单股射流;非变角喷头A的流股融合距离为1.3 m,与冷态水模实验得出枪位1.3 m时炉口溅出量最大是一致的;变角氧枪B至I的对角喷孔倾角不同,射流流股融合了两次,大大降低了炉口溅出量;变角氧枪对角喷孔倾角相差0.5°较对角喷孔倾角相差1°时更有利于射流融合距离的增加;在研究喷孔倾角10.5°~11.5°/12.5°的9个喷头中,倾角11°/11.5°的喷头H射流融合距离最长,其理论炉口喷溅量最少。     

安钢100 t电炉炉壁集束氧枪改造及工艺优化研究

 安钢100 t电炉进行了炉壁集束氧枪改造,对改造后出现兑铁时间长、烧枪事故频繁、消耗高等难题进行了相关工艺优化研究,包括：兑铁系统改造、合适枪位的确定、生产组织优化、废钢料结构优化、提高吨钢输入电功率,以及吹氧、造渣、喷碳工艺优化等,取得了良好的使用效果。     

电弧炉超音速集束氧枪吹炼的钢水留碳操作实践

建立了70 t电弧炉冶炼中高碳钢的留碳操作的数学模型。按照出钢时钢水碳含量的要求,基于入炉废钢和铁水成分,控制超音速集束氧枪的吹炼参数,合理使用炉门自耗式碳氧枪和采用相应的炉渣碱度,以实现目标留碳操作。0.55%C钢的冶炼实践表明,当热装铁水30%时,电弧炉终点[C]为0.40%～0.65%的炉次≥85%,显著降低了冶炼成本。     

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。     

Effect of methane-hydrogen mixtures on flow and combustion of coherent jets

Coherent jets are widely used in electric arc furnace(EAF)steelmaking to increase the oxygen utilization and chemical reaction rates.However,the influence of fuel gas combustion on jet behavior is not fully understood yet.The flow and combustion characteristics of a coherent jet were thus investigated at steelmaking temperature using Fluent software,and a detailed chemical kinetic reaction mechanism was used in the combustion reaction model.The axial velocity and total temperature of the supersonic jet were measured via hot state experiments.The simulation results were compared with the experimental data and the empirical jet model proposed by Ito and Muchi and good consistency was obtained.The research results indicated that the potential core length of the coherent jet can be prolonged by optimizing the combustion effect of the fuel gas.Besides,the behavior of the supersonic jet in the subsonic section was also investigated,as it is an important factor for controlling the position of the oxygen lance.The investigation indicated that the attenuation of the coherent jet is more notable than that of the conventional jet in the subsonic section.