精炼钢包底喷粉透气砖的研制与实验研究

针对传统钢包喷粉工艺的不足,开发了从钢包底部喷吹的喷粉型狭缝式透气砖。这种带锥形流化室的透气砖,既可用于钢包底吹气又可用于钢包底喷粉,在冷热态条件下进行了实验并获得成功。     

精炼钢包底喷粉透气砖的研制与实验研究

针对传统钢包喷粉工艺的不足，开发了从钢包底部喷吹的喷粉型狭缝式透气砖。这种带锥形流化室的透气砖，既可用于钢包底吹气又可用于钢包底喷粉，在冷热态条件下进行了实验并获得成功。     

复吹转炉底吹氧气和石灰粉水模拟

 为了考察复吹转炉底吹氧气和石灰粉过程中的熔池特性,建立复吹转炉底吹喷石灰粉的水模型,用水模拟铁水,用空心玻璃微珠模拟石灰粉。利用图像处理法研究了底吹氧气和石灰粉时粉剂分布情况及熔池搅拌情况。采用熔池电导率法考察了相同条件下底吹喷粉与不喷粉时的混匀时间。研究结果表明,喷粉能够促进熔池搅拌,且粉剂扩散速度随底吹载气流量增大而增大;未喷粉时,混匀时间随载气流量增大而减小;在相同底吹载气流量条件下,喷粉时熔池的混匀时间明显低于未喷粉时的混匀时间,且在试验范围内,混匀时间在底吹载气流量为2 m3/h(标准态)时出现极小值。     

钢包底喷粉精炼新工艺技术的开发及应用

针对高效洁净钢生产的实际需求与发展要求,研发了钢包底喷粉精炼新工艺(L-BPI),对涉及此新工艺的重大理论问题与关键技术开展了深入研究,揭示了钢包底喷粉的钢水渗漏和粉剂堵塞机理,提出了底喷粉元件的设计理论,研制出抗磨损和耐高温侵蚀的喷粉元件,阐明了钢包底喷粉新工艺多相流传输行为及精炼反应动力学行为,突破了超细狭缝元件中粉剂输送的关键工艺技术,开发了钢包底喷粉新型喷吹装置及自动化控制系统,并成功实施了工业应用试验。结果表明,L-BPI新工艺体现了炉外精炼的高效率和低成本,对新一代洁净钢生产流程的发展具有重要意义。     

钢包底吹去除夹杂物的水力学模型

采用水力学模型方法对40t钢包单底吹去除钢水中夹杂物的行为进行了研究,分析了元件类型、渣层厚度、位置和流量等对夹杂物去除的影响规律。结果表明:在钢包底吹过程中钢水内夹杂物的去除率方面,弥散式透气砖均优于狭缝式底吹元件;底吹位置越靠近钢包中心时,去除夹杂物的效果越佳;在实验条件下渣层越厚,夹杂物去除率越高;底吹氩去除夹杂物存在一个最佳流量值。     

提高钢包在线底吹率的实践

通过测定钢包底吹砖压力——流量特性曲线,对底吹残砖狭缝渗钢、钢包包底积钢、积渣进行分析,找出了影响55t钢包在线底吹率低的原因。通过调节透气砖狭缝厚度、增加狭缝个数,改善了透气砖的性能。采用捣打式包底代替浇铸式包底、加强新包底的烘烤、在底吹管道上安装逆止阀等措施,钢包在线底吹率由90%提高到96%。     

高压底吹条件下钢液流动模拟研究

高压底吹条件下钢液流动运动行为复杂,采用数值模拟分析了压力、底吹流量、底吹位置及钢液面高度对熔池内钢液流动的影响。模拟结果表明:高压条件下,随着压力的增加,熔池内的速度分布均匀,梯度减小程度小。钢液的平均速度随底吹流量的增加而增加。随底吹喷孔位置向熔池壁靠近,主循环回路变长。随着熔池液面高度的上升,气液两相区的径向范围变广,速度梯度减小,熔池内死区比例降低;达到一定高度后,氮气到达熔池液面时速度变小。研究高压底吹条件下钢液的流动行为,对钢包内钢液底吹精炼具有指导意义。     

使用圆孔透气塞的钢包内流场及其渣眼行为研究

由于圆孔取代矩形狭缝后,可以有效地缓解透气塞狭缝孔周应力集中和延长其使用寿命,因而研究其精炼过程显得十分必要。文中采用离散相模型与VOF模型对钢包吹氩过程进行了研究,对比分析了不同流量下使用圆孔狭缝式透气塞的钢包内的流场和渣眼面积,并采用水模试验方法验证了数值模拟。结果表明:底吹气体流量对钢包的流场特征影响不大,当流量高于3.76 L/min时,流量的增大对钢液的流速影响不大,当底吹流量低于3.76 L/min时,流量增大,钢液流速增大;而且水模试验中的渣眼面积与数值模拟得到的渣眼面积吻合较好。     

CAS喷粉精炼熔池混合行为的水模型试验

通过1:4水模型装置模拟150 t CAS钢包精炼过程熔池内流场特征和渣面裸露情况,以确定最佳的喷吹位置和研究喷吹参数对熔池均混时间的影响。结果表明,喷吹气量和底吹流量越大,喷枪插入越深,浸渍罩插入越浅,则均混时间越短;底吹位置离钢包中心越近,均混效果越差。分析得出,150 t CAS钢包增加喷粉后,最佳底吹位置为离钢包中心0.35R(R为钢包下口半径)处。     

30 t VOD钢包冶炼不锈钢钢液流动模拟研究

以西宁特钢30 t VOD冶炼不锈钢为工艺背景,采用数值模拟与物理模拟相结合的研究方法,研究了顶底复吹条件下30 t VOD钢包精炼过程中钢液流动及混匀特性。水模拟实验分析了钢包在底吹及复吹条件下的钢液混匀特性,数值模拟分析了不同复吹条件下钢液的流场特征。研究结果表明:当钢包底吹位置为1/4R(R为钢包底部半径)时,钢液既有最佳的复吹混匀效果,又有较好底吹混匀效果,其混匀时间相比中心位置分别降低46%、14%;钢液流场及湍流动能分析结果表明,当底吹位置1/4R时,在熔池液面区,顶吹与底吹二者作用于钢液形成流动的方向吻合程度较好,且熔池内部钢液活跃体积比高于其他吹气位置,其横截面活跃面积可达47%,结合实际冶炼效果对比,钢包底吹位置1/4R处为VOD钢包的最佳吹气位置。     

不同透气砖钢包底吹特性的水模研究

为满足ＡＮＳ－ＯＢ钢包底吹工艺的需要，对３种不同透气砖底吹气体的行为进行了水模研究，结果表明：弥散型和直通多微孔型透气砖底吹均产生细小气泡结构，狭缝式透气式砖则为大气泡结构：在排渣能力和钢渣液面的冲击力，前两种效果接近，后一种则有所不同，因此，生产中应根据钢水处理的需要选用相应的底吹透气砖。     

转炉底喷粉剂输送特性

通过冷态和热态试验，研究转炉底喷粉剂的输送特性，初步认为：喷粉压力应大于０．５ＭＰａ；冶炼过程中不停喷，可通过调整罐压和载气量控制喷粉过程；粉气出口速度应大于３００ｍ／ｓ，提高气流速度，有利于减少喷粉过程的脉动。     

提高钢包底吹透气率工艺的研究与应用

钢包底吹透气率做为我厂的一项重要技术经济指标,高底吹透气率是许多钢铁企业追求的目标,直接制约到钢水质量、铸坯质量的稳定提高。鉴于目前现状,我们提出了"提高钢包底吹透气率的工艺改进研究与应用",针对现存底吹透气砖断裂、透气砖罅缝夹钢堵塞、管路被损坏等问题,提出一系列改进方案,如:合理选择透气砖材质,降低罅缝夹钢堵塞;改进透气砖装配尺寸,降低断裂几率;加强底吹管路的维护和管理;良好的底吹效果对品种钢尤其是低碳低磷低硫钢种的生产提供了有力保障。     

90 t钢包炉底吹氩工艺优化的水模拟试验研究

采用1:2.5几何相似比的水模型,试验研究了钢厂90 t钢包炉(LF)透气砖位置、数量和底吹供气量对钢包内流体混匀时间的影响。结果表明,优化后的钢包透气砖位于高位料仓下料位置的下方,渣料和合金能够直接加在裸露区,熔化速度快,合金收得率高;底吹气体流量23.89 L/min时钢包流体混匀时间最短,有利于钢水深脱硫。     

Physical simulation of converter steelmaking with powder injection

A water model of top and bottom blown converter with top lance powder injection and bottom tuyere powder injection was established to investigate the powder injection. The results show that the powder penetration ratio under the condition of top lance injection is greater than that under the condition of bottom tuyere powder injection. In both cases, the powder penetration ratio increases with the increase of solid/gas ratio and powder particle size. Powder uniform dispersion time with top lance powder injection is longer than that with bottom tuyere powder injection. Top lance powder injection, lance height of 258?mm, bottom blowing rate of 1·96?Nm³?h^?1 and powder particle size of 0·212–0·380?mm are suggested as the optimum powder injection operation under the experimental condition. The corresponding optimum operation for prototype is top lance powder injection with lance height of 1550?mm, powder size of 1–5?mm and bottom blowing rate of 450?Nm³?h^?1.     

Establishment time of liquid flow in a bath agitated by bottom gas injection

The establishment time of gas-liquid two-phase flows in a cylindrical bath agitated by bottom gas injection through a central single-hole bottom nozzle was investigated. Because the turbulence intensity in the bath was comparable to or larger than the unity, the conventional definition of the flow establishment time based on the history of mean velocity was not suitable for the present case. In fact, it was difficult to determine the flow establishment time based on the well-known 90 or 99 pct criterion for the mean velocity. Accordingly, two methods of determining the flow establishment time by focusing on the turbulence components instead of the mean velocity components were proposed. Velocity measurements were made with a two-channel laser Doppler velocimeter. The flow establishment time was correlated as a function of gas flow rate. Close agreement was obtained by the two methods.     

120 t钢包底吹氩工艺水模型研究

研究了钢厂即将投产的120 t钢包底部最佳透气砖位置,在实验室以1:3建立钢包水模型进行模拟试验,得出最佳透气砖位置及吹气方式。实验表明,越靠近包壁的透气砖,其混匀效果越好,但对包壁的冲刷也越严重。在相同喷吹位置的情况下,双透气砖方案比单透气砖方案混匀效果好,且大角度(≥90°)的双透气砖方案比小角度双透气砖方案好。本实验的最佳吹气方案为离包底中心0.60R(半径)处,夹角为120°的双孔底吹气方式。     

炼钢过程气-固混合喷射动力学特性研究

气-固喷射技术改变了传统冶金物料加入方法,粉气流通常以高速射流的形式射入熔池内部,不仅能够高效供给冶金反应介质,也可以大幅度强化熔池搅拌,为冶炼创造良好的热力学、动力学条件.建立了气-固混合喷射数值模拟模型,通过气-固混合喷射冷态试验进行验证;分析了炼钢过程气-固混合喷射的动力学特性.结果表明,采用气-固混合可有效提高...