大型转炉高供氧强度吹炼的水模实验

为使大型转炉的生产率达到国际先进水平,在300~350t大型氧气转炉上实现4.0~5.0m3/(t·min)的高供氧强度吹炼,设计了新的大流量氧枪喷头,并在1∶10的有机玻璃模型上进行氧射流与熔池作用的水模实验。水模实验大流量氧枪喷头的主要参数为:喷头孔数6~8个,采用双角度交错布置,喷孔倾角10°~17°,喷孔出口马赫数2.0~2.2。同时测定了枪位高度为1.8~2.6m时的熔池喷溅率、混匀时间和穿透深度。研究结果表明,大流量新喷头的喷溅量和射流对熔池的穿透深度都在转炉正常吹炼范围内,熔池混匀时间平均缩短6s,泡沫渣可将喷溅率降低50%。大流量新喷头良好的吹炼性能为大型转炉高供氧强度吹炼的氧枪喷头设计提供了可靠的数据。     

260 t转炉氧枪参数优化效果研究

针对某钢厂的氧枪使用状况,为改善吹炼效果,提高供氧效率,优化设计氧枪喷头参数,将5孔改为6孔,采用1:9有机玻璃模型进行转炉水力学模型实验,分析氧枪喷头变化对熔池的穿透深度比、混匀时间和喷溅率的影响.结果表明:新喷头喉口总面积缩小,实际使用氧气压力增加,氧枪射流能量衰减小,相同枪位对于熔池的穿透比降低3.1％,混匀时间...     

转炉氧枪顶吹工艺的水力学模拟

根据鞍钢180t氧气转炉生产情况，进行氧气顶吹转炉1／15模型的水力学模拟实验，以得出吹炼工艺参数对熔池的影响。结果表明，当模型顶吹气体流量≥15．5m^3／h时，枪位和流量变化对熔池均混时间影响较小；熔池的喷溅量随枪位降低和顶吹气体流量的增加而增加；当气体流量为16．0m^3／h时，熔池的喷溅量较大。     

转炉水力模型实验研究

进行了水力学模型实验,研究了氧枪供氧量、枪位等因素对转炉熔池的搅拌、喷溅、穿透深度的影响。研究表明:当弗鲁德准数控制在113.1,枪位在0.167m时搅拌均匀时间短,吹炼时喷溅少,而且较浅的熔池冲击深度就可以达到良好的搅拌效果,有利于减少对炉底的冲击。     

低枪位下氧枪射流对熔池作用的冷态实验研究

采用水力学模型进行了低枪位下顶吹射流对熔池作用的冷态实验,研究了枪位、气体流量、氧枪喷头类型等因素对冲击深度、喷溅量和熔池混匀时间等的影响.实验结果发现,喷孔倾角增大时,射流冲击深度减小,熔池喷溅量较少,混匀时间相对较短.氧枪喷孔倾角为13°和17°时,其最小混匀时间对应枪位为60mm,冲击深度比为32%～50%;而氧...     

300t转炉水力模型实验研究

以1:13水力学模型模拟研究300 t转炉冶炼时,氧枪供氧量、枪位等工艺因素对转炉熔池的搅拌、喷溅、穿透深度的影响。水模型实验结果表明:当弗鲁德准数控制在113．1,枪位在0．167 m (相当于300 t转炉的枪位2．17 m)时,搅拌均匀时间短,吹炼时喷溅少;而且较浅的熔池冲击深度就可以达到良好的搅拌效果,有利于减少对炉底的冲击。     

漩流氧枪转炉炼钢熔体的喷溅行为

 转炉冶炼过程金属熔体的喷溅对于转炉反应器的性能有重要影响。氧枪作为氧气射流的产生及控制单元,决定了转炉吹炼过程熔体的喷溅行为。通过水模型试验,研究了漩流氧枪转炉冶炼过程熔体的喷溅,考察了氧枪喷孔扭转角设计及操作参数下熔体喷溅速率和喷溅的空间分布规律,基于此,分析了漩流氧枪对转炉反应器性能的影响。结果表明,相比于传统氧枪吹炼,漩流氧枪吹炼时熔体喷溅速率降低,喷溅高度下降,喷溅在径向空间分布趋于均匀,且随着喷孔扭转角的增大,该分布规律变化更为显著,扭转角大于20°时,喷溅到炉口及炉外的熔体降为零。漩流氧枪吹炼时,喷溅速率及喷溅量在不同径向和高度位置处分布随着顶吹气量的增大而增大,受枪位的影响规律与扭转角有关。     

唐钢50 t复吹转炉水模型的实验研究

针对唐钢50 t复吹转炉,采用1:6.35水模型的正交试验,研究了氧枪枪型、枪位、顶吹流量和底吹流量对熔池混匀时间、穿透深度、冲击面积和喷溅量的影响。结果表明,与4孔氧枪相比,使用改进后的4孔变角氧枪可增加对熔池的冲击面积,降低穿透深度和炉口溅出量,缩短混匀时间。对于50 t复吹转炉实际枪位≤1.3 m,有利于缩短冶炼时间,提高冶炼强度;顶吹流量控制在13 000～14000 m³/h,可缩短混匀时间和减少炉口溅出量。     

转炉顶吹过程渣-金-气三相作用特性

基于VOF界面追踪技术,建立了氧气转炉顶吹过程渣-金-气多相传输行为的数学模型,研究了渣-金-气三相界面行为,给出了渣/金界面特征的演化过程和熔池内流场变化特征,对冲击坑形态进行了具体的描述,并对穿透深度和冲击坑直径进行了定量化的表征。结果表明:由于冲击坑表面波的传播,冲击坑以及渣/金/气界面具有明显的瞬态特征且熔池是振荡的;钢液熔池内涡旋中心位置随着吹炼时间以及渣的运动而变化;低枪位加强了钢液表面的波动,增加了钢液表面的粗糙度,增大了射流与熔池的接触面积,从而有利于射流向熔池的动量传递,促进熔池的搅拌。     

氧射流对熔池穿透深度的研究

研究了氧射流对熔池的穿透深度与喷头参数、吹炼条件的关系。总结了喷孔效应角的计算公式。在氧射流不交汇或交汇很少的情况下,多孔喷头的穿透深度可按单个喷孔的流量计算。氧射流交汇增加喷头对熔池的穿透深度。喷孔交错布置的喷头,适合于大型转炉高供氧强度炼钢。     

复吹转炉氧枪喷头优化研究

介绍了装入量为125t的复吹转炉的氧枪喷头参数设计、水模型实验及生产试验情况。研究结果表明：优化设计的5孔氧枪的供氧能力明显增强,且吹炼过程平稳,成渣快,喷溅少。可以满足转炉扩装后的冶炼操作。     

转炉双联法炼钢的水模试验

 通过水模试验的方法测量了转炉双联法在不同喷吹条件下熔池运动的基本参数。试验结果表明,脱磷炉底吹供气强度超过0.30m3/（t·min）时,增加供气量对缩短混匀时间作用不明显。熔池中有10%（质量分数）废钢时,混匀时间平均延长63%。用高供氧强度吹炼(5m3/（t·min）),脱碳的喷溅率比正常供氧量有很大提高。采用喷孔交错布置喷头和适当加大炉容比可以降低喷溅率。     

提高转炉氧枪使用寿命研究

本文研究了喷头变形、喷头漏水和氧枪枪身粘钢对氧枪使用寿命的影响,并且对产生这三种因素的具体原因进行了分析。结果表明通过采取优化喷头相关参数,建立“低温低硅、中温中硅、高温高硅、低温高硅、高温低硅、高生铁块比和高铁水比”七种操作模式等措施,使得氧枪寿命提高了141炉,钢铁料消耗降低了4Kg/t钢,喷溅渣数量降低了3Kg/t钢,氧气消耗降低了1.9m3/t钢,石灰消耗降低了5Kg/t钢,转炉脱磷率提高了8%,转炉脱硫率提高了4%。     

转炉供氧参数对喷溅的影响

 通过水模实验测量了氧枪喷头参数及供氧条件对喷溅率的影响。试验结果加深了对氧射流与熔池作用的认识,为氧枪喷头设计及制定供氧制度提供了依据。多孔喷头射流对熔池的作用是各单孔喷头叠加的结果。为获得良好的冶金效果,要把氧枪喷头参数和供氧制度都控制在合理范围。     

中小转炉单流道二次燃烧氧枪喷头的研制

针对中小型氧气顶吹转炉，合理设计二次燃烧氧枪喷头的结构参数。在不改变转炉原有供氧系统的情况下，应用单流道二次燃烧氧枪喷头提高废钢比２－４％，吨钢多咆废钢２０－４０ｋｇ，同时具有化渣快，喷溅不，缩短吹炼时间，改善冶炼效果等优点。     

新型双结构氧枪与转炉熔池交互行为的水模实验

以钢厂260 t顶吹炼钢转炉为研究对象,建立了1:7的物理模型,分析了新型双结构氧枪喷头与熔池作用的交互作用,讨论了不同工况下的冲击坑深度和宽度以及射流对转炉熔池的搅拌强度,并将结果与传统结构氧枪喷头进行比较。结果表明,新型喷头与熔池作用形成的冲击坑深度与传统氧枪喷头的差别不大,设计流量下,枪高为H=35 de时,新型喷头形成的冲击坑深度最大为147 mm;不同枪位下,新型氧枪射流冲击坑直径比传统氧枪射流冲击坑直径平均增加22%;新型喷头的射流对熔池的搅拌效果好于传统喷头,设计流量下的最佳操作枪位为35～40 de。     

Combined blowing with three ‐ hole lance in a sidewall blowing converter

Traditionally, in stainless steelmaking converters, oxygen has been blown by a one‐hole lance (1 HL) and sidewall tuyères. In order to reduce the tap‐to‐tap time, the multi‐hole lance has been used for oxygen blowing. The aim of this work was to develop blowing practise for a multi‐hole lance to reduce the tap‐to‐tap time and minimise metal splashing and spitting in the sidewall blowing converter (chromium converter). In the chromium converter the chemical energy of liquid ferrochrome (which contains 4 % silicon and 7 % carbon) is utilised for scrap melting by oxidising the silicon and the part of carbon. The research has been made by a dynamically scaled water model and full‐scale converter. Used parameters were the gas flowrate from sidewall tuyères and lance, lance height, charge weight and position of multi‐hole lance. Splashing has been measured during blowing from walls (splashing) and mouth of the converter model (spitting). The model tests indicated less splashing and spitting by the three‐hole lance (3 HL) than traditional 1 HL. The 1 HL caused strong skulling of the converter cone. By 3 HL blowing the position of the lance has a remarkable effect on the direction and the amount of splashing and lance life. Because of hot metal‐slag splashes, the life time of the 3 HL was halved by position 1 (compared to 1 HL). With the lance position 2 the splashing decreased by approx. 50% in model tests and lance life time increased by ~ 50% (compared to 1 HL) in the full‐scale converter. The model agreed well with the full‐scale converter. According to the process tests, the nominal productivity of the chromium converter has increased 15 % and depending on the refining practise and the silicon content of ferrochromium the lining life has increased 20 ‐ 30 %. In the future the multi‐hole lance will be tested in the AOD vessel.