转炉复吹过程渣滴分散相粒度及空间分布的水模型研究

通过800mm高、熔池深度118mm的水模型模拟了转炉的复吹过程。使用不同粒度级别的渣滴分散出现频率与其尺寸级别的比例关系|M₈|参数和其空间分布均匀程度|K₈|参数,研究了操作条件对渣滴分散粒度及空间分布的影响,并得出经验公式。结果表明,在顶吹流量20～40m³/h和底吹流量0～1m³/h的情况下, 顶、底吹流量的增加有利于渣滴分散相的均匀分布。     

转炉复吹过程分散相界面积的定量计算

由分形理论余维相加定律，利用分散相覆盖分维数及投影关系，计算转炉复吹过程各边界条件下乳化液滴分散相的界面积。结果表明，钢滴分散相界面积主要受到顶吹条件影响，渣滴分散相界面面积受到顶底吹共同作用的影响，底吹强度的变化会明显改变渣滴分散相界面的面积。     

转炉水模分散相尺寸分布的分形表征

 运用图像处理方法获得了分散相粒径和分散相几何特征,建立了一个用几何特征计算分散相分布分形维数的数学模型。数据图像的提取来源于模拟转炉吹炼过程的二维水模型,主要利用高分辨率数码相机采集数据,通过图像处理软件对得到图像中分散相进行提取与粒度计算,应用粒度分布分形维数模型,研究了在硬吹和软吹条件下顶吹转炉钢滴分散相粒度分布与边界条件的关系,证明了粒度分布分形维数数学模型的合理性。     

转炉水模分散相粒度分布的幂函数表征

通过二维水模型模拟转炉吹炼过程,利用数码相机进行摄影,通过对得到图像中分散相的提取与粒度的计算,应用幂函数法表征粒度分布,研究了顶吹转炉渣滴分散相粒度分布与边界条件的关系,得到了相应的比例关系。     

底吹喷枪异常堵塞时复吹转炉的熔池搅拌

根据重庆钢铁股份公司复吹转炉生产过程中实际结构尺寸和改造设计的特点,设计制作了复吹转炉冷态模型.针对实际生产过程中转炉底吹喷枪可能出现的异常堵塞情况,研究了底吹喷枪正常、部分堵塞或全部堵塞等不同工况下,复吹转炉熔池内的搅拌混匀时间与底吹供气强度的关系.     

复吹转炉底吹CO2的供气模式

根据50kg 复吹转炉和顶吹转炉试验结果,分析了底吹 CO_2型复吹转炉的冶金特点和吹炼过程中底吹 CO_2的供气模式。复吹转炉底吹 CO_2供气强度,很难由理论计算求出,应根据各吹炼时期熔池内的主要冶金内容与底气 CO_2之间的关系,结合铁水成分和温度以及所炼钢种的特点,选定各吹炼时期底吹 CO_2供气强度,再制定吹炼过程 CO_2供气模式。     

100 t顶底复吹转炉水力学模型研究

利用100t顶底复吹转炉进行水力学模型实验,研究纯底吹条件下不同底吹供气元件布置方案对熔池搅拌效果的影响,在此基础上,设计正交试验,分别研究复吹条件下底吹流量、顶吹流量和枪位对熔池混匀时间、冲击直径及冲击深度的影响.研究结果表明:底吹供气元件布置方案对熔池混匀效果影响很大;在顶底复吹条件下,顶吹流量对熔池混匀效果影响最大,且对于熔池冲击直径和冲击深度,顶吹流量和枪位起主要作用,底吹流量对其影响不大.     

底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析

 在分析讨论复吹转炉冶炼过程脱磷反应规律、常规转炉冶炼过程脱磷弊端的基础上,探讨了转炉冶炼过程脱磷时机选择与合理控制机制。基于转炉脱磷热力学与动力学条件分析得出,底吹搅拌能兼顾渣-钢界面搅拌和控制脱磷温度,是提高脱磷效率的主要动力学手段。通过水模试验模拟渣-钢之间的传质现象得出,转炉底吹元件数量和底吹强度的不同组合与渣-钢界面间的有效传质存在合适的匹配关系,随着转炉底吹强度增加,底吹元件个数应适当增加。转炉长寿命复吹效果不但取决于合理的供气元件选型、数量、布置及供气模式,更要依靠科学的底吹维护工艺制度。     

复吹条件对转炉冶金特性的影响

1前言 转炉是将铁水转化为钢水的主要冶炼设备.过去,对转炉的脱碳特性曾进行过许多研究,并提出了调整转炉吹炼期钢水中氧含量与渣中氧化铁含量的冶金参数.根据这些参数,可以考虑将顶吹条件作为确定均匀搅拌时间的一个因素,此时,底吹搅拌强度越大,顶吹条件的影响就越小.尤其是甲斐等人曾介绍过,当底吹气体流量超过总氧流量的一定比例时,顶吹的影响就非常小.最近,加藤等人针对顶吹与底吹的反应速度差,研究了最佳的供氧曲线.结果发现,顶吹时的脱碳反应速度取决于供氧速度和搅拌强度,并提出了使其相关性定量化的新冶金参数.     

顶吹、底吹和复吹转炉熔池搅拌强度的实验研究

通过实验,研究了顶吹氧量、枪位和喷头型式对纯顶吹熔池搅拌强度的影响,底吹气量、风嘴数目、直径和布置及熔池深度对纯底吹熔池搅拌强度的影响,以及不同顶、底吹关系下(包括顶吹超软吹和非超软吹,底吹小气量和大气量等)的复吹熔池搅拌强度。从而提出了表述顶底复吹转炉熔池搅拌混匀时间的半经验式:T_(0·c)=K·T_(0·T)~a·T_(0·b)~b,及纯顶吹和纯底吹的熔池搅拌混匀时间半经验式。     

音频化渣技术在150 t复吹转炉上的开发与应用

在唐钢150 t复吹转炉上开发出适用于百吨以上顶底复吹转炉的音频化渣技术,并根据音频曲线实现了转炉吹炼操作的量化分级管理。该技术的开发与应用,有效控制了转炉吹炼过程的喷溅和返干,改善了冶炼过程的化渣效果,一次拉碳率从45%提高到66%,冶炼周期从41.45 min缩短到37.31 min,冶炼技术水平明显提高。     

音频化渣技术在150 t复吹转炉上的开发与应用

在唐钢150 t复吹转炉上开发出适用于百吨以上顶底复吹转炉的音频化渣技术,并根据音频曲线实现了转炉吹炼操作的量化分级管理。该技术的开发与应用,有效控制了转炉吹炼过程的喷溅和返干,改善了冶炼过程的化渣效果,一次拉碳率从45%提高到66%,冶炼周期从41.45 min缩短到37.31 min,冶炼技术水平明显提高。     

80t顶底复合吹炼转炉的冶金效果

对比了包头钢铁（集团）公司炼钢厂80t顶底复合吹炼转炉和顶吹氧化转炉的冶金效果,结果表明,底吹气体对钢水的搅拌作远大于顶吹氧化。采用顶底复合吹炼工艺后,不仅钢水成分和温度更均匀,吹炼更平稳,而且钢水终点残余锰点含量提高。由于吹炼时间、氧化消耗量及炉渣中的FeO含量都有所降低,因此金属收得率提高,另外,通过适当提高炉渣碱度,该工艺还可取得较好的脱磷效果。     

复吹转炉顶吹枪位与非均衡底吹搅拌的水模拟

为优化120 t复吹转炉冶炼效果,通过水模型试验,模拟研究了复吹转炉底吹强度、顶枪枪位、底吹排布方式和流量分配比对渣 钢间传质效果和熔池混匀时间的影响。研究表明,在相同底吹条件下,顶枪低枪位操作时渣 钢间传质系数比高枪位操作时渣 钢间传质系数大,且随着底吹流量分配比增大,渣 钢间传质系数先增大后减小。在相同顶枪枪位操作条件下,底吹元件间隔排布时,渣 钢界面传质效果总体优于连续排布。随着底吹流量分配比增大,高枪位和低枪位混匀效果变化趋势近似相反。在高枪位下,底吹元件连续排布混匀时间总体少于底吹元件间隔排布时对应的混匀时间;在顶枪低枪位操作条件下,底吹元件连续排布混匀时间总体大于间隔排布混匀时间。通过顶枪枪位、底吹排布和流量分配比的合理匹配,较传统均衡流量底吹模式,传质系数可提高30%～125%,混匀时间可减少8.6%～51.5%。     

低磷低硅铁水180 t复吹转炉冶炼高磷钢的工艺优化

在统计分析了转炉前期炉渣碱度和钢水温度,终点炉渣碱度、终渣全铁含量和终点钢水温度对脱磷率影响的基础上,优化了0.29%Si,0.085%P铁水180t复吹转炉的高磷钢冶炼工艺。200炉冶炼结果表明,通过使用低枪位使钢水快速脱碳升温,控制前期炉渣碱度≥2.2、终点炉渣碱度2.8~3.2,终点炉渣全铁含量≤17%,转炉出钢温度1 650~1 680℃,可控制脱磷率≤60%,终点钢水磷含量均值为0.035%。     

X80管线钢夹杂物控制工艺的研究

X80微合金化管线钢冶炼的工艺流程为300 t顶底复吹转炉-钢包吹氩微合金化-LF-RH。通过转炉气动挡渣法控制出钢下渣量≤4 kg/t;钢包顶底吹氩搅拌6 min铝粒脱氧;控制LF顶渣CaO/Al₂O₃=1.7～1.9,碱度(CaO/SiO₂) =4.5～6, (FeO+MnO)≤1.0%; RH喂FeCa线0.8 kg/t,使T[O]达到13×10^-6,夹杂物尺寸≤10μm, ≤5μm夹杂物占98.93%,钢中Al₂O₃尖晶石夹杂物转变为CaO-MgO-Al₂O₃系三元夹杂。分析了冶炼过程夹杂物数量、尺寸形态和组成,得出管线钢夹杂物变性的规律。