65t钢包底吹氩过程混匀时间模拟研究

根据唐钢实际生产工艺要求,以LF精炼过程65 t钢包为研究对象,采用fluent数值模拟及物理模拟相结合的方法研究了65 t钢包底吹喷孔中心间距、底吹喷孔夹角、底吹流量对钢液混匀时间的影响规律。结果表明,当65 t钢包底吹孔中心间距为0.6R、喷孔夹角为180°、底吹流量为250 NL/min时,钢液的混匀时间最短。当吹氩量为100 NL/min时,钢液的搅拌能力较强,可以避免卷渣的发生,混匀时间为307 s。同时,数值模拟与物理模拟的混匀时间误差在5%以内,进一步验证了数值模拟结果的准确性。     

150t底吹氩钢包插入浸渍管混匀时间模拟研究

以某厂150 t底吹氩钢包为原型,建立插入浸渍管钢包底吹气体钢液流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算。分析了钢包底吹氩过程中钢液的流动行为及吹氩量对合金混匀时间的影响,计算了插入浸渍管对合金混匀时间的影响。结果表明:无浸渍管,吹氩量小于250 L/min时,随着吹氩量的增加,混匀时间迅速变短,而气量大于250 L/min时,混匀时间随供气量变化不明显。插入浸渍管后,同一吹气量时,能够缩短混匀时间、加强冶炼效果。     

40 t钢包底吹氩过程流热耦合的数值模拟

根据宝钢40 t钢包底吹氩过程的现场资料,建立了钢包底吹氩过程钢水流热耦合的多相数值模型。并计算了吹氩量对钢水流场及温度场的影响。结果表明,钢包底吹氩过程主要影响的区域位于钢包上半部,并随着吹氩量的增加,影响区域扩大。钢包内钢液流动速度为0.02~0.04 m/s的区域所占比例最大,并随吹氩量的增加比例不断增大。钢包底部的死区比例随吹氩量的增加而减小。钢包底吹氩过程中钢包内的钢液主要通过顶部散热,钢液顶部会出现明显的温降,随着吹氩量的增加,钢液顶部温降更加显著。     

120 t钢包双孔底吹氩精炼工艺优化

为提高钢水洁净度,降低钢包底吹氩搅拌过程对渣线区域侵蚀速度,采用物理模拟技术对中天钢铁120 t钢包双孔底吹氩工艺进行优化。基于相似原理和钢包原型尺寸建立了模型比为1︰4的物理模型,研究了不同双底吹透气元件布置时底吹流量对混匀时间、侧壁冲刷以及钢液卷渣的影响。结果表明,以低于临界流量进行底吹时,混匀时间与底吹流量呈负相关变化,底吹流量超过临界值,混匀时间变化微弱。钢包壁面处的流体流速随底吹流量增加持续增大。底吹元件优化布置方案为:两底吹孔夹角为90°,距钢包底部中心0.4 R/0.4 R。与原钢包相比,优化后精炼周期缩短2.1 min,钢水氧含量降至较低水平,大于5μm显微夹杂物占比下降了6.9%,钢包使用寿命提升超过6%。     

100t底吹氩钢包插入浸渍管优化数值模拟

以某100t底吹氩钢包为原型,建立插入浸渍管钢包底吹气体钢水流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算。考察了插入钢包的浸渍管直径大小、插入深度以及底吹气量对钢水流动状态及钢水面振幅的影响。结果表明,改变浸渍管的直径及插入深度能有效抑制钢水面的卷渣,可以加大底吹气量,从而改善钢包内钢水的流动状态。     

100t精炼钢包底吹氩工艺物理模拟研究

根据相似原理,对100 t精炼钢包建立了几何比例为1∶3.5的水力学模型。通过测试研究了不同底吹条件对钢包混匀时间的影响,确定了100 t钢包底部透气砖位置和底吹工艺。得出单喷吹时,0.6R位置为最佳吹气位置,吹气量应控制在(200~300)L/min,与目前工艺条件的混匀时间相差不大。双喷嘴最佳吹气方案为:喷嘴位于0.6R处,两喷嘴夹角为120°。同等吹气量下双喷嘴吹气时的混匀时间较之单喷嘴吹气时的混匀时间更长。     

135t LF钢包炉底吹氩混匀时间及临界流量的物理模拟

以某钢厂135 t LF钢包底吹氩为原型,建立了模型和原型比为1∶3.4的钢包水力学模型,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液混匀时间的影响。试验表明,单吹工艺中,0.3 R与0.4 R下的混匀时间分别为42.7 s、43.3 s,且对壁面的冲刷作用最弱;双吹工艺中,大角度(不小于120°)工艺比小角度工艺的混匀效果更好,0.5 R~120°透气砖布置时混匀时间最短,为35.7 s。相同流量下,单吹混匀时间略低于双吹。由于双吹工艺下气体分流,对包壁的冲刷明显好于单吹工艺。综合考虑,宜采用双吹工艺模式,原型的最佳透气砖布置方案为0.5 R~120°。单吹工艺的最佳吹氩流量为500 L/min,双吹工艺的最佳吹氩流量为600 L/min。     

40t椭圆形钢包底吹氩水模型的研究

以某厂40 t椭圆形钢包为原型,建立模型与原型比为1︰2的钢包水模型,分析了采用双孔底吹氩的情况下透气转位置、吹气量对钢液混匀时间和流动性的影响。结果表明:原型方案底吹气量的临界值为196.65 NL/h,超过临界值后气量增加的动能主要消耗在鼓动液面和吹开渣面上,对钢液混匀的效果较小。原型方案底吹气孔位于圆周0.55R处,呈135°分布,两孔距离较远,渣面裸露面积较小,两孔间的相互干扰较小。     

钢包底吹氩透气砖

文章根据狭缝式透气砖的工作原理和使用环境,从钢水出钢温度、回浇余时间、透气砖及周围散料的材质、砖型是否合理、气源压力是否稳定、透气管路是否正常等几个方面入手,详细分析了影响钢包底吹氩效果的各种原因,并结合现场的实际情况提出了改进措施。改进措施的实施确保了透气砖的使用寿命,保证了钢包透气率,满足了正常生产要求。     

150 t钢包底吹氩气物理模拟

为评估国内某钢厂150 t钢包底吹氩工艺中供气流量、比例和底吹元件类型对精炼工艺的影响,建立了1:4物理模拟模型,研究了总供气量、供气方式和底吹元件类型对混匀时间的影响。结果表明,随总供气量的增加,使用两种类型底吹元件的钢包混匀时间下降,在小气量下使用弥散型底吹元件混匀时间小于狭缝型,较大气量下两者相反,且使用狭缝型底吹元件混匀时间受供气方式影响更大。试验条件下离钢包中心较远的底吹位置使用较大的底吹流量有利于混匀。     

135t LF钢包炉底吹氩工艺水模型研究

以某135t LF钢包底吹氩为原型,建立了模型和原型比为1∶3.4的钢包水力学模型,研究了透气砖布置方式和吹氩流量对钢液混匀时间的影响。结果表明,在单吹工艺中,0.3R与0.4R下的混匀时间最短,分别为42.7、43.3 s,且对壁面的冲刷作用最弱;在双吹工艺中,大角度(≥120°)工艺比小角度工艺的混匀效果更好,0.5R-120°透气砖布置时混匀时间最短,为35.7 s。在相同流量下,单吹混匀时间略低于双吹。双吹工艺对包壁的冲刷明显好于单吹工艺。综合考虑,宜采用双吹工艺,原型的最佳透气砖布置为0.5R-120°。单、双吹工艺的最佳吹氩流量分别为500、600 L/min。     

钢包精炼炉智能底吹氩控制系统

针对炼钢工艺中吹氩流量控制的缺点，提出基于模糊理论的控制方案，采用可编程序控制器作为控制器，应用PCM脉冲编码技术，对钢包吹氩流量进行精确控制。该系统已在数家炼钢厂投入使用，运行结果表明：本系统具有高效节能的优点，相对于传统的吹氩控制，本机吨钢吹氩量仅为前者的2／3；更能有效地提高钢的纯净度和质量；比传统的吹氩精炼时间缩短1／5。     

底吹氩精炼过程中钢包内流体流动的数值模拟

基于气-液双流体模型和湍流的修正k-ε模型,对底吹氩钢包精炼过程中熔池内流体流动提出了一个新的三维数学模型,应用该模型于120 t VOD的真空底吹氩精炼过程,对单孔及多孔底吹氩条件下钢包内流体的流动作了模拟和估计.     

底吹钢包内流动与混合的数值模拟

利用数值模拟的方法对几种典型喷吹方式的底吹钢包内的流动与混合过程进行了理论分析结果表明,变化喷吹方式,即从中心喷吹到偏心喷吹、从单喷嘴喷吹到双喷嘴喷吹,钢包内的流动混合状态得到改善,因而有助于缩短钢包内的均匀混合时间     

65t钢包底吹工艺对钢液弱搅拌区特性影响模拟研究

对65t LF钢包,研究了底吹工艺对钢液速度的影响。试验发现:在吹氩量相同的情况下,钢包中心距为0.6R比0.5 R、0.7 R两种中心距的弱搅拌区体积小。在钢包中心距为0.6 R时,底吹夹角为120°弱搅拌区的体积最大,底吹夹角60°的钢包弱搅拌区体积居中,底吹夹角为180°钢包弱搅拌区最小。当底吹夹角为180°,中心距为0.6 R,当吹氩量为100 NL/min时对钢液的搅拌能力较强,又可以避免卷渣的发生,弱搅拌区体积比值为28%。     

上海各钢厂推广钢包吹氩

钢包吹氩新技术已在上海各钢厂逐步推广,对于均匀钢液成份和温度,提高铸锭浇成率和良锭率取得显着效果,也有利于降低钢中气体和非金属夹杂。上钢五厂二电炉车间全部采用钢包吹氩,使滑动水口浇钢的浇成率稳定在100％。上钢三厂电炉生产不锈钢和上钢二厂电炉生产滚珠钢和炭工钢也全部在钢包中吹氩。对于连续铸锭,钢包吹氩已成为稳定操作,保证正常生产的重要手段。上钢一厂三转炉车间和三厂转炉车间的连铸钢水全部吹氩处理。1980年上海冶金局所属各钢厂吹氩处理钢水共约150万吨。     

结晶器吹氩过程离散相运动行为模拟

本文通过建立欧拉-拉格朗日模型模拟钢液-氩气-夹杂物体系,研究气泡间的聚合、夹杂物之间的聚合、气泡对夹杂物的粘附机制。得到结晶器内流场、离散相（氩气泡、夹杂物）的大小、运动速度等信息。通过对大量离散粒子信息的统计得出气泡对去除夹杂物的影响。     

钢包中轧辊钢的吹氩精炼

用统计方法分析30吨电炉申9X2Mφ钢精炼时，22个因素对该钢制造的冷轧辊的耐久性的影响。讨论了炼铜过程以及钢申主要元素和混合物的含量，脱碳速度，加热各阶段钢水的温度及加热时间等。由于钢包申吹氩，轧辊的耐久性平均增加了59％。     

底吹电弧炉熔池混合过程的模拟研究

实验测量了电弧炉底部单喷嘴和多喷嘴喷吹的熔池水模型中混合时间和若干断面流场、混合时间随喷嘴直径、数量、位置及示踪剂投放点变化的函数关系。通过数值法求解了熔池流场及其混合过程。结果表明，仅靠增加喷嘴直径来改进熔池搅拌效果不显著。偏心、深熔池处布置的多喷嘴喷吹的流场混合能力较强，原因是这样布置使熔池流场具有较强烈的圆周方向对流并能获得更多的搅拌功率。