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。     

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.     

优化条件的RH流场数值模拟研究

采用欧拉模型数值模拟方法,通过采用更接近实际的边界计算条件和初始条件对170tRH熔池流场进行了模拟分析。研究结果表明：改进后模型计算出的流场状态和循环流量结果与试验结果很一致;上升管内钢液速度呈M型分布,且气泡在上升管内的流动具有波动性,下降管内钢液流速度分布均匀,上升管内壁比下降管内壁更容易侵蚀。     

RH喷粉脱硫工艺物理模拟研究

基于相似原理建立了比例为1∶2.8 RH喷粉脱硫物理模型,通过物理模拟的方法,用液态油代替脱硫剂,用水代替钢液,模拟脱硫剂在钢液内的运动,研究了驱动气体流量对钢液循环流量的影响和脱硫剂在钢液中的运动规律。在工业生产中根据实验分析结论进行了试验,得到了现场最佳脱硫效果的驱动气体流量。     

马钢RH KTB流场的数值模拟

利用CFX数值计算软件建立的数值耦合模型对马钢RH KTB的流场进行了分析,得出了包括钢包、真空室、上升管、下降管的RH全系统的流场状态及其在精炼过程中的变化规律。在RH吹氩气液两相区的处理上,应用了非均相多相流模型。模拟结果表明RH真空室内流场中存在小环流现象。     

RH底喷粉精炼过程数值模拟研究

RH真空槽底喷粉精炼将脱硫粉剂直接喷入钢液,冶金反应程度高,终点元素含量稳定,能够完成高品质钢的炉外精炼任务。对RH底喷粉过程进行数值模拟研究,探究底喷粉过程的粉剂行为及对钢液流场的影响规律,优化喷嘴布置方案,旨在推动该技术的工业化应用。研究结果表明,180°喷嘴布置方案(即下降管侧喷吹,简称方案2)的钢液环流量比0°喷嘴布置方案(即上升管侧喷吹,简称方案1)增加1.8 t/min(增量比例为1.4%);方案2的钢包最下端钢液粉剂浓度比方案1高0.2～0.9 kg/m³(增量比例为6.7%～81.8%);方案2条件下,钢包内钢液流动死区的粉剂浓度随喷嘴布置高度的降低而降低。结合粉剂收得率,确定方案2喷嘴布置高度为300 mm,此时粉剂收得率较方案1提升2.59%。     

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真空室熔池和钢包内钢液整体流场的数学模拟

应用 N- S方程、k- ε双方程模型及两相区结构模型对 RH真空室熔池和钢包内钢液流场进行数值计算 ,为进一步计算浓度场和温度场奠定了基础 ,并解释了一些工艺现象。另外还用该模型计算了 RH内钢液的循环流量 ,给出了最佳氩气喷吹量     

RH真空室熔池和钢包内钢液整体流场的数学模拟

应用Ｎ－Ｓ方程、ｋ－ε双方程模型及两相区结构模型对ＲＨ真空室熔池和钢包内钢液流场进行数值计算，为进一步计算浓度场和温度场奠定了基础，并解释了一些工艺现象。另外还用该模型计算了ＲＨ内钢液的循环流量，给出了最佳氩气喷吹量。     

方坯连铸二冷区电磁旋转搅拌数值模拟

运用电磁流体力学基本理论及磁场边界更新法,给出了方坯连铸二冷区电磁旋转搅拌的数学模型,并利用CFX软件进行了钢液流场和磁场的数值模拟,结果表明,外加水平波磁场可以在搅拌区域内产生电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动,而在垂直方向形成不均匀流动,电源频率和电流强度对旋转搅拌强度有影响。     

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。     

单管RH精炼过程钢液流场的水模型实验

采用物理模拟方法对单管 RH 真空精炼过程流场的循环流动、混合特性等进行了研究,建立与 RH 真空精炼装置原型相似比为1∶5的水模型,研究了不同工艺参数对单管 RH 装置内钢液循环流动的影响。对比实验测量数据发现,增大吹氩量和浸渍管插入深度以及浸渍管有效横截面有利于提高循环流量,减小均混时间;在相同的实验条件下,椭圆形浸渍管 RH 比传统浸渍管 RH 的循环流量要大15％以上,单管 RH 的均混时间比传统RH 可以缩短20％;单管 RH 钢包底部吹氩位置位于距钢包中心0.4R(R 是钢包半径)处时,均混时间最短。     

RH去除Al2O3夹杂物的数值模拟及工艺分析

 RH已经成为炉外精炼的重要组成部分,以180 t RH设备参数为基础建立三维模型,通过工艺试验和数值模拟的方法分析夹杂物分布及去除情况。试验结果表明,RH净循环时间为300 s夹杂物去除效率最高,但是夹杂物去除净循环时间不超过850 s。数值模拟比较夹杂物直径60、40、20 μm去除行为影响因素情况,通过数值模拟与金相试验的方法相比较,两者质量分数相差15.8%,因此说明数值模拟的方法可以应用到RH炉外精炼工艺过程中指导生产实践的预测。     

Numerical Simulation of Recirculating Flow and Decarburization in RH Vacuum Refining Degasser

RHvacuumdegasseractingasoneofthemost importantsecondaryrefiningprocesseshasreceived considerableattentionintheproductionofhigh qualitysteel.ThemainfunctionsofRHvacuumde gassingprocessaredegassinganddecarburization duringrecirculationofmoltensteelbetweena…     

REDA与RH精炼过程钢液流动规律比较

以300 t REDA和RH精炼装置为研究对象,借助计算流体力学软件模拟REDA与RH两种精炼工艺下钢液流动行为,从精炼过程流场形态、循环流量、氩气行程及熔池表面湍动能等方面进行分析,研究结果表明:RH对钢包底部熔池的搅拌作用强于REDA,REDA的单浸渍管结构有利于延长浸渍管寿命及提高钢液循环流量,REDA只需RH提升气体流量的30%便能达到相同的循环流量。     

RH精炼过程循环流量的物理模拟

以某厂210t钢包RH精炼装置为研究对象,通过1∶4水力模型对现场生产过程进行物理模拟,研究驱动气体流量、钢液处理量、浸入深度、真空度和气孔数对循环流量的影响。研究结果表明:RH循环流量随着驱动气体流量、浸入深度、真空度、气孔数的增大和处理量的减小而增大;该RH装置的循环流量最大可以达到66.4%。     

底吹钢包内流动及混合的两相流数值模拟

应用欧拉-欧拉模型建立了钢包内钢液流动及混合过程的数学模型,考察了吹气量对中心底吹及偏心底吹钢包内流场及均混时间的影响。计算结果表明,钢包底部四周为流动缓慢区域;吹气量越大,一方面可以降低均混时间,另一方面会导致钢包自由液面的钢液流速增大,从而容易造成卷渣;从缩短混合时间,提高生产效率考虑,偏心底吹更为有利。