弓形浸渍管RH钢液流动行为的物理模拟

为了提高RH真空精炼系统的效率,设计了一种弓形浸渍管结构的RH真空槽。通过水模型试验对弓形和传统圆形浸渍管的RH设备进行了循环流量和均混时间的测定。试验发现:在实际生产条件下,弓形浸渍管RH比传统圆形浸渍管RH循环流量增加100%～180%;均混时间比传统RH减少35%左右。当提升气体流量超过饱和值时,弓形浸渍管RH的循环流量随着提升气体流量的增大而更加明显。弓形浸渍管RH可显著提高精炼效率,具有重要的应用前景。     

RH精炼过程钢液流动行为与循环流量数值模拟

以某厂300 t RH-MFB工艺参数为基础,建立了整体RH装置的三维数学模型,探讨影响钢液循环流量的因素.用双流体模型处理气液两相流,分析了相同真空度条件下吹氩流量、浸渍管深度、吹氩喷嘴排布等因素对钢液流场和循环流量的影响.结果表明:吹氩流量在4 000 NL/min以下时,循环流量随吹氩流量增加而提高;在一定范围内适当增加浸渍管插入深度有利于提升循环流量;吹氩喷嘴上下交错排布比上下一致排布更合理.     

RH处理过程钢液流动行为的三维数值模拟

以300 t RH-MFB工艺参数为基础,建立了整个装置内钢液流动的三维数学模型。用双流体模型处理气液两相流,以分析吹氩流量、真空度、吹氩喷嘴排布等因素对钢液流场和循环流量影响。结果表明,当吹氩流量在4000 L/min以下时,循环流量随吹氩流量提高而提高;该装置以67 Pa,吹氩流量3500 L/min,浸渍管浸入深度600 mm和上下交错排布16个吹氩喷嘴较合理。     

不同侧吹参数下RH内气液两相循环流动模拟研究

通过建立包括真空室、浸渍管、钢包的180 t RH气液流动三维物理数学模型,采用VOF两相流模型和应用FLUENT软件进行数值模拟研究了侧吹氩气喷孔布置方式及吹气量对RH内气液两相循环流动的影响。分析了喷气孔单层布置和双层交错布置对喷气流量和上下层间距对上升管出口截面含气率、上升管和下降管出口速度以及循环流量的影响。结果表明,氩气在上升管内贴壁上升,并携带钢液向上运动,沿着运动方向管内截面含气率逐渐增加,在出口截面处含气率达到最大;上升管出口截面含气率越小,上升管出口和下降管出口截面中心速度越大,循环流量越大,均混时间越短;喷气管双层布置、减小间距、增大吹气量,有利于循环流量的提高和均混时间的缩短。     

浸渍管形状对RH精炼中钢液流动和混合特性的影响

通过水模拟试验,对采用椭圆形和圆形浸渍管的RH设备分别进行了混匀时间和循环流量的测定,比较后得知:在真空压力97709Pa,插深130mm的条件下,当驱动气体流量大于2.33 m3/h时,椭圆浸渍管的RH循环流量优势明显,大于2.7 m3/h时混匀时间明显减少.测出椭圆浸渍管RH设备在不同工艺参数下混匀时间和循环流量的变化规律,并进行了流场流线试验.分析得知,在相同的单位浸渍管截面积供气强度下,椭圆管RH的循环流量和混匀时间均优于普通RH,试验条件下循环流量可增大50％,最后回归出2种模型间循环流量的关系式.     

RH真空精炼法浸渍管结构形式的发展

回顾了RH浸渍管结构形式的发展历史。除了简述常规双圆形浸渍管结构外,还介绍了单浸渍管结构、双椭圆形浸渍管结构、多浸渍管结构等3种新型RH结构及其试验研究。比较认为,新结构RH在循环流量、流场、脱碳方面均优于或至少相当于常规RH,但是由于其它新结构的RH结构复杂,只有单浸渍管结构RH已投入工业应用。     

影响RH循环流量的行波磁场工艺参数分析

建立了交变电磁场下气液两相流动的数学模型,考察了不同励磁电流参数下行波磁场对循环流量的影响。计算结果表明:电磁力的垂直分量与行波运动方向一致,水平分量呈中心对称。在励磁电流强度为200A,频率为10Hz的条件下,磁场分别单独作用于上升管或下降管时循环流量可提高10%以上,同时作用于上升管和下降管时循环流量可提高20%左右;当吹氩量小于1750L/min时,在上升管处施加磁场的效果优于下降管;当吹氩量大于1750L/min时,二者效果相同。当磁场作用于上升管时,在励磁电流频率为10Hz的条件下,电流强度由100A提高到600A,循环流量可由83t/min增大到129t/min,并且近似成正比例关系;当磁场作用于上升管时,在励磁电流强度为200A的条件下,电流频率由10Hz增大到60Hz,循环流量先增大后减小,在30Hz达到极大值,为91.4t/min。     

RH喷嘴对钢液流动影响的数值模拟研究

以300t RH为研究背景装置,建立了整个装置的三维数学模型。用双流体模型处理气液两相流,分析了吹氩喷嘴个数、垂直间距、排数和分布形式对钢液流场和循环流量的影响。结果表明:在工况吹氩量时,钢液流场变化趋势不大,循环流量随吹氩喷嘴个数增加先增加后降低;吹氩喷嘴垂直间距为150 mm更合适;吹氩喷嘴上下两排交错分布更合理。     

RH设备形状对钢液流动和混合特性的影响

采用水模拟和数值模拟方法对大真空室、椭圆浸渍管及常规RH模型的流场特性进行分析和比较.经过对循环流量和混匀时间的测定,得出椭圆管RH的流场特性参数最佳,大真空RH与普通RH相近.椭圆管RH增大循环流量后可促进脱碳,大真空RH则大大提高钢液表面反应层的脱碳效果,但其对提升气量和工艺操作条件有严格的要求.结合2种改进模型的特点,对RH设备进行几何和供气参数的优化匹配是提高精炼效率的关键.     

300 t RH精炼装置浸渍管浸入深度的试验研究

基于相似原理,按照1:4的比例对马钢300 tRH精炼装置建立了水模型,考察了不同浸渍管浸入深度对循环流量、混匀时间、真空室内停留时间等参数的影响。试验结果表明,随着浸入深度的增加,循环流量呈上升趋势,当浸渍管浸入深度大于500 mm时,循环流量上升趋势减缓;浸渍管浸入深度大于500 mm时,混匀时间出现低点;当浸入深度到达520 mm时,真空室停留时间上升趋势开始减弱,当浸入深度超过560 mm后,真空室停留时间变化较小。综合考虑以上因素,马钢300 t RH最佳的浸渍管浸入深度应控制在520～560 mm内。     

Investigation on the Fluid Flow and Decarburization Process in the RH Process

Metallurgical and Materials Transactions B - In the current study, mathematical models were developed to predict the fluid flow and motion of gas bubbles in the RH degasser. The multiphase model...     

Flow Distribution Parameters in Relation to Flow Resistance in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor System

The use of flow resistance in the distribution of flows is well known in traditional hydraulics. To evenly distributed flows, flow resistance forms the basis of flow distribution in pipes connected in parallel. Flow distribution in different zones of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors is well documented in existing literature, and so far modeling of flow distribution parameters, i.e., the fraction of inflow entering into the bed, the fraction of flow bypassing over the bed and entering into the blanket, and the fraction of inflow to the bed entering into the blanket, has remained empirical in nature. The role of flow resistance in the distribution of flows in UASB reactor systems is still unexplained. In this study, some of the available data on flow distribution parameters are analyzed to assess if there is any correlation between these parameters and flow resistance. It is found that with an increase in flow resistance in the UASB reactor system, the magnitude of short-circuiting flows at the reactor bed increases. Also, the flow distribution at the blanket and settler levels of UASB reactor systems is related to parameters influencing flow resistance. Some of the functional forms derived in this study are expected to form the basis for representing flow distribution in the simulation studies of UASB reactor performance.     

改善RH浸渍管浇注料性能的研究

研究了镁砂粉及硅微粉的加入量对RH浸渍管浇注料各项性能的影响。加入适量镁砂粉,生成的尖晶石凭借其优良特性可优化浇注料使用性能,其最佳用量为4α％;加入适量硅微粉,可提高浇注料的常温抗折强度,其最佳加入量为1％。     

高效RH脱碳工艺参数的优化

基于RH脱碳数学模型,研究了210tRH精炼装置的脱碳行为,分析了真空度、提升气体流量及浸渍管内径等因素对脱碳过程的影响;在自然脱碳条件下,根据实际取样分析结果,计算出脱碳速率常数K_C,发现整个脱碳过程分为两个阶段,即快速脱碳阶段和脱碳停滞阶段。提高真空度可提高脱碳速率和降低终点[C];提高气体流量不能显著提高脱碳速率,应选择合适的浸渍管内径;快速脱碳阶段的脱碳速率常数可达0.287min^-1。     

1号RH真空槽冶金反应器类型水模型研究

通过水模型实验研究对ＲＨ真空槽反应器类型给予了重新论证,真空槽内钢水平均停留时间小于７ｓ,随循环流量的增大而减小。ＲＨ真空槽反应器类型接近活塞流反应器。     

核反应堆用不锈钢管道焊缝附近的锈蚀

为了探明反应堆用００Ｃｒ１９Ｎｉｌ０不锈钢焊缝区域产生锈蚀的本质，对该钢种管道焊接热影响区及焊缝附近生成锈蚀的部位进行了金相组织检查和耐晶间腐蚀、耐点蚀性能的电化学测定，并对锈层的形貌和结构进行了扫描电镜和俄歇能谱分析。结果表明，焊缝附近的锈蚀层具有层状结构，最外层是锈层，其下是贫铬的氧化物层，再下是富铬的氧化物到基体金属的过渡层。贫铬层耐点蚀性明显下降，锈蚀从该层生成。近海大气中的Ｃｌ~_在焊缝附近表面的吸附和浓集是产生锈蚀的诱因。     

Flow Structure in RH Vacuum Degasser Using Rotating Electromagnetic Field

An innovative steelmaking process is suggested using an electromagnetic driven swirling flow in the up-leg of an RH vacuum degasser.A physical and a mathematical model based on 300t RH vacuum degasser are developed to understand the effect of rotating electromagnetic field on the circulation flow rate and the two phases flow behavior of RH system.Both water model experiments and numerical simulation show the flow pattern and distribution of gas bubbles.The gas bubbles move towards the centre of up-leg under the effect of rotating electromagnetic field,and the accumulation of gas bubbles depends on the magnetic intensity.An optimization value of magnetic intensity was suggested in this paper.     

Carbothermic Reduction of Chromite Ore Under Different Flow Rates of Inert Gas

The reduction of chromite ore with carbon has been studied extensively in many laboratories. Inert gases have been used in these investigations to control the experimental conditions. However, little information is available in the literature on the influence of the gas flow rate on the rate of reduction. Experiments were carried out to study the influence of the flow rate of inert gas on the reducibility of chromite ore. The experiments showed that the rate of reduction increased with the increasing flow rate of argon up to an optimum flow rate. At higher flow rates, the rate of reduction decreased. The influence of the proportion of reductant on the extent of reduction depended on the rate of flow rate of inert gas. The experimental results are interpreted on the basis of a model that postulates that the mechanism of reduction changes with the flow rate of argon.