100 t转炉四孔聚合射流氧枪三相流数值模拟

文章采用数值模拟软件Fluent,建立了一个四孔聚合射流氧枪顶吹转炉的三维模型,通过改变氧枪枪位和氧枪喷孔夹角,对转炉炼钢条件下的聚合射流与熔池的相互作用进行了模拟与分析。结果表明：在相同操作条件下,随着氧枪枪位的提高,射流对熔池的冲击直径由1.93 m增大到2.30 m、冲击深度由0.48 m降低到0.32 m,同时低枪位时射流对熔池的冲击动能大;在同一喷吹枪位下,随着氧枪喷孔夹角的增大,射流对转炉熔池的冲击直径由1.41 m增加到2.14 m、冲击深度由0.60 m降低到0.48 m。     

高马赫数氧枪枪位对100 t转炉自动炼钢熔池流速的影响

通过采用数值模拟与冷态水模拟相互印证的手段,以北方某钢厂100 t炼钢转炉为原型,建立了四孔拉瓦尔氧枪喷头与转炉炉体的三维模型,模拟研究了高马赫数氧枪枪位变化对熔池内钢液流速的变化状况以及射流的冲击效果的影响。结果表明:随着氧枪枪位从1.7 m提高到2.5 m,对熔池钢液的冲击能力不断减弱,导致冲击深度不断减小。但是,随着枪位的提高,氧气射流对钢液的作用面积却不断增大。高马赫数氧枪位在1.6～2.2 m冲击深度适中,熔池混匀效果最好,此时钢液流速在熔池径向方向上的分布更加均匀,且高速区域占比更大,混匀时间较短,对熔池底部钢液的搅拌效果最好。     

出口间距对氧枪作用下熔池冲击面积的影响

以某厂50 t转炉及其四孔氧枪的结构和工艺参数为基础,采用fluent数值模拟方法,重点研究喷孔间距、枪位以及流股融合距离对变角和非变角氧枪射流作用下熔池有效冲击面积的影响规律。研究结果表明:随着枪位的提升,射流对熔池的有效冲击面积将呈现先增加后降低的趋势,从有效冲击面积的角度考虑,应将枪位控制在最大有效冲击面积对应的枪位以内;流股融合距离对于熔池的冲击面积影响显著,融合距离越长,流股中心线与氧枪轴线的偏移越大,射流对熔池冲击形成的凹坑面积越大;随着喷孔间距的减小,射流对熔池的有效冲击面积逐渐减小;喷孔间距越大,射流速度的波动性越大,减小喷头的喷孔间距可以使速度更快趋于稳定;变角氧枪的有效冲击面积值明显大于非变角氧枪。     

150t转炉五孔氧枪射流特性数值模拟研究

以某钢厂150 t转炉为研究对象,建立了三维数学模型,利用数值模拟方法研究了不同喷孔倾角、喉口直径以及马赫数对五孔氧枪射流特性的影响规律。结果表明：随五孔氧枪喷孔倾角的增加,射流核心段轴向长度减小,氧枪头下方负压区增大,射流向下偏移量减小,到达冶炼枪位时射流速度减小且射流面积增大;随五孔氧枪喉口直径的增大,射流核心段轴向长度增大,到达冶炼枪位时射流速度、射流面积均增大,冶炼枪位时喉口直径41.1 mm的射流速度分别是喉口直径39.9、38.7、37.5 mm的1.01、1.05、1.07倍;随五孔氧枪马赫数的增加,射流核心段轴向长度略微增加,到达冶炼枪位时射流面积稍有减小,但均变化不大。     

变角氧枪对熔池弱搅拌区影响的数值模拟研究

针对唐钢50 t转炉冶炼条件,采用Fluent软件对氧气射流—钢液两相间相互作用进行了数值模拟研究,分析了变角氧枪作用下熔池内钢液流场、枪位及喷孔倾角对弱搅拌区比率的影响规律,为变角氧枪结构优化提供了理论依据。结果表明:与非变角氧枪相比,变角氧枪作用下钢液流场更均匀;熔池底部存在弱搅拌区,随着枪位的提升,熔池弱搅拌区比率有所增加;除喷头F外,研究的变角氧枪作用下熔池的弱搅拌区比率普遍低于非变角氧枪;在同一枪位下,与对角喷孔倾角相差0.5°相比,对角喷孔倾角相差1°时,熔池内弱搅拌区比率更低;在研究的9个喷头中,喷头D(11°/12°)作用下熔池内弱搅拌区比率最小。     

传统与聚合射流氧枪冲击炼钢熔池效果的数值模拟

通过90 t转炉的传统氧枪喷孔周围增加环氧孔,通人辅助氧气保护主氧射流形成聚合状态,建立二维两相数值模型,分析传统氧枪和聚合射流氧枪射流轴线上氧气射流速度分布及不同枪位下熔池中钢液的流动特性和冲击深度。结果表明,与传统氧枪相比,枪位相同时,聚合射流氧枪射流衰减慢,冲击力大,冲击凹坑深度深;在30De(De-氧枪出口直径)枪位下的最大冲击深度与20De枪位下的传统氧枪相同,当聚合射流氧枪在40De枪位下喷吹得平均冲击深度与传统氧枪20De枪位喷吹时相当。     

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...     

基于氧枪喷头磨损的熔池搅拌特性

研究氧枪喷孔出口磨损程度对射流动力学参数及熔池搅拌效果的影响可以为氧枪喷头设计和冶炼工艺优化提供理论支持。建立了0°、10°和20°磨损角度氧枪自由射流几何模型,分析了喷孔出口磨损程度对射流轴向和径向动力学参数分布的影响,发现入口压力相同时,喷孔出口磨损程度增大,射流速度、动压和马赫数衰减加快,射流聚合程度增强。在喷孔出口0.18 m范围内,磨损后氧枪的湍动能大于未磨损氧枪,且磨损程度越大,射流湍动能越大。超过此范围后,未磨损氧枪湍动能大于磨损后氧枪。在喷孔出口1 000 mm处,射流径向最大速度、动压、马赫数和湍动能均随着喷孔出口磨损程度的增大而减小。建立了120 t转炉和5孔氧枪1∶4水力学试验模型,研究了枪位和气体流量变化对不同磨损程度氧枪冲击效果和混匀时间的影响,分析了枪位和气体流量相同时氧枪喷孔出口磨损对熔池流场的影响。发现气体流量相同时,随着枪位升高,熔池冲击深度减小,冲击直径增大,混匀时间增大。枪位相同时,随着气体流量增大,熔池冲击深度和冲击直径增大,混匀时间减少。枪位和气体流量相同时,喷孔出口磨损程度增大,冲击深度和冲击直径减小,混匀时间增大,高锰酸钾溶液完全扩散时间增...     

100t转炉用炼钢四孔氧枪射流数值模拟研究

利用Fluent软件对100t转炉超音速氧枪射流流场的速度进行模拟,模拟了普通超音速氧枪的炼钢氧气和钢液两相流动,包括氧气射流对钢水熔池的冲击面积和冲击深度,对实际炼钢生产有重要的指导意义。     

提钒用旋流氧枪喷头的数值模拟

利用Fluent软件模拟旋流氧枪的气体射流和提钒转炉内部的钢液流速,研究常规氧枪以及旋流角分别为5°、8°、10°和13°的旋流氧枪对熔池的搅拌效果和冲击特性.研究发现旋流氧枪射流分布相对分散,流股之间干扰少.增加熔池冲击面积,熔池内部等速线所包围的面积变大.10°旋流氧枪喷头喷吹时,等速线所包围面积最大,其面积约为熔池纵切面面积的75%,钢液的流动速度最大,有利于促进转炉提钒过程钒元素的扩散,从而提高提钒效率.      

济钢120t转炉倒锥度氧枪的研制与应用

为解决直筒氧枪粘钢难处理、氧枪寿命低的问题,研制开发出了下部中管和外管同时采用倒锥度的倒锥度氧枪。应用表明,该氧枪枪体冷却效果好,粘渣能自动掉落,粘钢容易处理,平均枪龄可达312炉。     

氧枪粘钢原因分析与防治措施

从铁水条件,石灰、轻烧白云石等原材料质量以及操作方面入手,对氧枪粘钢损坏原因进行了详细的分析,并针对各损坏原因相应的提出了具体的预防与处理措施,较好的解决了氧枪粘钢损坏问题,为降低炼钢设备运行成本,提高氧枪枪龄以及炼钢生产率提供了实践指导。     

100t转炉氧枪喷头的设计与优化

结合水钢二炼钢厂100t转炉的实际情况及存在问题,对氧枪喷头进行了重新设计与优化,满足了生产实际和工艺要求,在钢铁料耗、供氧时间、化渣效果、脱磷率等方面均有改善,达到了预期效果。     

具有自主知识产权的新一代多功能RH-BTB顶枪技术

RH顶枪技术曾长期被国外技术垄断,上海宝钢工程技术有限公司通过自主研究,开发出具有自主知识产权的新一代多功能RH-BTB顶枪技术,该技术包括顶枪枪体设计技术、升降装置设计技术和仪表控制阀站设计等技术。通过系列化的设计使之可应用在70~300 t级RH,各项功能指标均达到或超过同类引进设备。该技术获得成功后,大幅降低了工程建设投资,除在国内得到推广,已开始向海外输出。     

本钢180 t复吹转炉锥体氧枪生产实践

为减少或避免氧枪粘枪情况的发生,提高氧枪寿命,本钢炼钢厂采用锥体氧枪进行生产,实际生产情况表明喷头寿命可增加50％,氧枪枪管寿命可增加10％,锥枪枪体可满足氮、氧、水等介质参数要求,粘渣后基本可自行脱落,较直枪生产安全性更高,并且成本效益可观。     

富氧方式对煤粉燃烧性能影响的研究

通过几种同轴氧煤枪以及鼓风富氧、不富氧单煤枪的喷吹煤粉燃烧试验研究得出：与鼓风富单煤枪相比，采用氧煤枪有较高的煤粉燃烧率，其中凹轮有更高的煤粉燃烧率，因氧煤枪前有明显的降温现象，所以当风温低于９００℃时，不利于煤粉的燃烧，采用氧煤枪时，风口半径中部的煤粉燃烧率和ＣＯ＋ＣＯ２值要比风口中心的高。     

氮气吹水氧枪修复新工艺

通过对氧枪修复作业时间长原因的分析，用氮气吹水新工艺可以解决氧枪修复作业时间长的难题。通过先后在2D，3D全面实施，效果较明显，可大幅缩短氧枪修复作业时间，延长氧枪使用寿命，保证了炼钢生产贩行，     

衡钢30t电炉用氧技术的改善

在衡钢30t电炉上采用炉壁氧枪、油氧枪技术，提高了电炉的用氧水平，电炉电耗降低67kWh／t，全程冶炼时间缩短21min，冶炼成本下降15．16元／t。     

转炉炼钢用氧枪快换装置和大锥度氧枪的应用

为了实现快速炼钢,降低工人的劳动强度,氧枪快换和大锥度氧枪的应用是炼钢厂发展的必然选择。文章详细介绍了氧枪快换和大锥度氧枪的结构、性能及特点,以及在鞍钢260t转炉实际使用的情况。     

大锥度锥体氧枪研发及在半钢炼钢条件下的应用

为解决半钢炼钢条件下的氧枪粘枪问题,研制了新型大锥度锥体氧枪用于半钢炼钢,同时设计了新型5孔喷头替代原有4孔喷头以配合锥体氧枪的使用。通过进行阶段性的工业实践,新设计的5孔锥体氧枪具备了化渣快、吹炼过程平稳、粘渣后能够自行脱落等特点,很好地解决了氧枪粘枪问题,同时氧枪喷头寿命也有大幅度提高。