KR脱硫用WG-3Y搅拌器水模试验研究

采用水模试验方法,对常规四叶搅拌器和不同叶片结构的WG-3Y搅拌器的搅拌混合特性进行了研究,试验结果表明,本试验条件下,模型C结构WG-3Y搅拌器的搅拌混合特性最优,其卷吸深度比常规四叶搅拌器增大30%～100%。     

Development and application of long life technology of WG-3Y stirrer in KR desulphurization

根据KR搅拌脱硫的水模试验与理论研究结果,针对国内外改善KR搅拌混合特性存在的问题不足,研试了一种WG-3Y搅拌器新结构。在水模试验研究的基础上,完成了100、200t铁水罐搅拌脱硫用WG-3Y搅拌器的研制,并在工业性试验与推广应用中,取得了改善脱硫动力学条件、提高脱硫技术经济指标的优良效果。     

国际领先的武钢铁水脱硫搅拌器

由研究院和武钢炼钢总厂共同完成的“WG-37铁水脱硫搅拌器的研制与应用”顺利通过公司科技创新部组织的成果鉴定，达到国际领先水平。课题组针对常规铁水脱硫搅拌器脱硫动力学条件差、叶片间粘渣严重等实际问题，在系统分析KR搅拌脱硫常规四叶搅拌器结构优缺点的基础上，创造性地提出了三叶星形结构的WG-37脱硫搅拌器，并完成了搅拌器用新型浇注料、搅拌器制备工艺、热修维护用修补料、水基防粘渣涂料以及搅拌器在线维护工艺的研究，取得了良好效果。鉴定委员会一致认为，该项目立意新颖，综合经济技术指标达到国际领先水平，WG-37铁水脱硫搅拌器研制成苏式对武钢进一步引领铁水脱硫领域技术进步意义重大。     

改善KR搅拌脱硫混合特性的理论分析与实践

通过KR搅拌脱硫流动状态分析,探明了其局域卷吸混合分散特性;根据固体回转部半径rc与搅拌器叶轮半径r1间的经验公式与搅拌功率影响因素,探讨了改善KR搅拌脱硫混合特性（动力学条件）的具体措施;通过对国内外不同结构搅拌器的工业性试验与应用研究结果的分析,证实了改善措施的理论研究结果对实际生产良好的指导价值。     

搅拌器磨损对搅拌喷吹法脱硫流场影响的数值分析

为探究搅拌器被铁水腐蚀后对搅拌流场的影响,以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象,应用Fluent软件,采用Eulerian模型,对流场速度和湍动能分布两方面进行了数值分析.结果 表明:相同搅拌喷吹工艺参数条件下,随着搅拌器磨损程度的增加,铁水罐内铁水整体的流场速度和湍动能会减小,液面漩涡深度也随之下降.其中,磨损程度...     

KR脱硫搅拌器结构参数的水模优化实验

通过常规搅拌器与异形叶片搅拌器在不同直径搅拌罐上的水力学模拟实验,探讨了搅拌器旋转直径与搅拌罐直径比对脱硫剂卷吸深度的影响,获得了两种叶片结构搅拌器的最佳搅拌旋转直径。实验结果表明,适当扩大常规搅拌器旋转直径可提高KR脱硫效率。     

铁水罐KR机械搅拌式脱硫水模试验研究及应用

针对武钢二炼钢厂的实际生产工艺，对KR脱硫搅拌过程进行水模试验，探讨搅拌速度、搅拌器插入深度对脱硫剂卷入量、卷入深度的影响规律，提出最佳的搅拌速度与搅拌器插入深度控制范围。通过采用最佳搅拌速度和搅拌器插入深度，低硅铁水一次脱硫合格率≥99．50％，超低硫铁水处理后硫痕迹达到95％以上，重脱无痕迹率达87％以上。     

KR铁水脱硫剂逸散及搅拌器黏渣分析

 为进一步提高KR机械搅拌铁水脱硫效率,对KR机械搅拌铁水脱硫时脱硫剂加入过程中的逸散和搅拌器叶桨上方黏结渣块产生原因进行分析。结果表明,脱硫剂粒度和成分、加料方式、铁水带渣是引起加料逸散和搅拌器黏结渣块的主要原因。采取控制脱硫剂粒度小于0.1 mm的比例小于10%、控制加料时的搅拌速度不大于40 r/min、优化萤石粒度避免脱硫剂中局部CaF₂质量分数高、采取脱硫前扒除铁水带渣等方法,有效改善脱硫剂逸散和搅拌器黏渣,进而提高脱硫剂的利用率和铁水脱硫率。     

基于KR法新型脱硫搅拌器的流场数值分析

为改进铁水预处理脱硫设备和工艺,提高脱硫效率,参考传统KR脱硫法,将搅拌器与喷枪的优点结合,形成了一种既搅又喷的新型搅拌器。应用Fluent软件,采用Eulerian模型对铁水罐内的流场进行数值分析,从流场速度和气体分布等方面研究了搅拌器不同的偏心度、搅拌转速、通气流量对铁水罐内脱硫效果的影响。结果表明:采用新型搅拌器,可增强流场的流动,由搅拌器底部喷嘴喷出的脱硫气体作螺旋上升运动,会使脱硫气体在铁水罐中分布范围更广且更加均匀;新型搅拌器在搅拌转速为150 r/min、通气流量为5.0 m~3/h和偏心度为0.3时,气体的分布和密集程度最佳,流场具有较大的平均流速,有利于铁水与脱硫剂的反应。     

铁水脱硫偏心搅拌的模拟研究

以铁水罐实际尺寸为基础,按一定比例建立物理模型,对KR法脱硫偏心搅拌进行物理模拟。利用CFD软件,结合VOF多相流模型、标准k-?湍流模型和多重参考系法(MRF)对偏心搅拌铁水脱硫过程进行数值模拟。研究发现,偏心搅拌时漩涡形状呈倒锥形,漩涡深度极大值位于搅拌槽中心位置。搅拌轴距侧壁较近处流体运动强烈,且沿上下两个方向运动;较远处流体运动缓慢,搅拌桨末端流体平均速度约为较远处的2倍。偏心搅拌能改变搅拌器底部流体运动状态,减少“死区”。当搅拌转速由120 r/min增加到200 r/min时,流体平均速度约增加68%,高速流体体积占比略有降低,从60.4%降至57.9%。偏心搅拌易于在工业上实现,转速增加有利于脱硫剂的扩散,但最佳转速应考虑经济性与安全性。     

KR脱硫效果影响因素的水模实验研究

通过常规搅拌器与设计的异型叶片搅拌器在不同结构搅拌罐上的水力学模拟实验,探讨铁水罐结构等不同因素对脱硫剂卷吸深度的影响规律,实验结果表明,铁水罐结构对KR脱硫效果有较大影响;设计异型搅拌器模型对不同结构搅拌罐适应性较强。     

KR搅拌脱硫传输动力学水模实验研究及进展

综述了国内外KR搅拌脱硫流动状态与混合特性的理论及水模实验研究结果,探明了改善KR搅拌脱硫混合效果的主要手段和其局域卷吸混合分散特性;通过介绍国内外改善KR搅拌脱硫动力学条件的水模实验方法、研究结果与实践效果,分析了改善KR搅拌脱硫动力学条件的有效措施,证明了水模实验结果对实际生产的推动作用。     

KR搅拌脱硫工艺的动力学研究

通过对搅拌罐液面、搅拌罐内液体微元及搅拌头功率进行分析,研究了搅拌头转速、搅拌桨直径的合理范围和搅拌桨的转速与搅拌桨直径之间的关系。结果表明:由于搅拌罐液面上升高度的限制,搅拌头转速上限值为127r/min;搅拌罐直径应低于搅拌桨直径的3倍;功率一定时,搅拌桨直径的5次方与搅拌桨转速的3次方的乘积为定值。     

Study of New Hot Metal Desulfurization Process on 1t Desulfurization Experiments

For the lack of the present hot metal desulfurization processes in iron and steel industry, our group has proposed the in-situ mechanical stirring method for external desulfurization of molten iron and researched this new method. This paper investigated this new in-situ mechanical stirring hot metal desulphurization process on desulphurization experiments of one-ton scale by using the new desulfurizer. The experimental results indicated that the desulfurization efficiency of in-situ mechanical stirring desulfurization process is 90% and the lowest sulfur content in the treated hot metal is 23ppm. By comparing with the methods of direct throwing desulfurizer and in-situ injecting desulfurization, in-situ mechanical stirring desulfurization process is the suitable desulfurizaton method.     

萃取混合澄清槽混合过程的数值模拟

应用Fluent软件对混合澄清槽的搅拌混合过程进行模拟分析,以水相和有机相(P507)两种液体为模拟对象,搅拌器采用上两层为平直叶桨和下层为涡轮桨的三层组合桨。结果表明,搅拌轴中心即前室口上方产生低压区,从而使前室液体抽吸至混合室,并在混合室内形成了周期性的上下循环流动;各层叶轮转矩由上而下逐渐递增。     

移动电磁场对铁水预处理脱硫速度的影响

 为探讨移动电磁场对冶金反应速度的影响作用,本研究对电磁搅拌下的铁水预处理脱硫进行了实验研究。将CaO-10 mass%CaF2脱硫剂加至铁水的自由表面或用载气带入铁水内部,并采用不同的搅拌方式和强度进行了电磁搅拌下的实验,得到了铁水中硫浓度随时间的变化曲线。研究发现电磁搅拌通过改变渣金界面状态及边界层厚度从而提高铁水脱硫速度,并得到了不同搅拌强度和不同搅拌方式的容量传质系数。最后提出一种环保和易操作的电磁搅拌下铁水预处理脱硫工艺。     

新型叶片结构搅拌器的水模试验研究

通过水力学模拟试验,探讨了搅拌器叶片结构、搅拌速度、搅拌器潜入深度对液面旋涡面积、卷吸循环量、卷吸深度的影响规律,获得了改善KR,脱硫动力学条件的新型叶片结构搅拌器。     

An Experimental Prototype of an Innovative Fluid-driven Electromagnetic Stirring Technique

A new electromagnetic stirring technique that is driven by hydrodynamic forces was presented. This technique offers the following advantages. First,the stirrer can be immersed in the liquid metal,thereby significantly increasing the penetration depth of the electromagnetic forces and significantly improving the stirring efficiency; thus,this technique is particularly suitable for large-scale liquid metal. Second,under certain conditions,this technique can overcome difficulties that are encountered with traditional stirrers,such as accessing regions that are difficult to reach in working spaces with complex or narrow shapes. This stirrer also has a simpler structure than a traditional stirrer; thus,the design can be easily modified,and no external power supply is required. An experimental prototype was also presented for controlling the fluid flow rate,thereby controlling the electromagnetic force and velocity field of the driven liquid metal. The velocity distribution in a liquid Ga In Sn alloy under fluid-driven electromagnetic stirring was quantitatively measured using ultrasonic Doppler velocimetry( UDV). The primary results show that a remarkable velocity field has been achieved and that fluid-driven electromagnetic stirring is an effective means of stirring liquid metal. Finally,the potential applications of this technique in industry,along with key challenges,were discussed.