210 t钢包底吹工艺优化物理模拟

 为研究钢包底吹孔布置对钢液混匀时间及液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺,以某厂210 t钢包为原型,根据相似原理建立钢包物理模型,模拟钢包底吹氩工艺。通过研究不同底吹孔位置与角度对混匀时间和液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺。结果表明,最优底吹位置为底吹孔位于距钢包底部圆心距离为[0.60R/0.60R,]夹角为100°。底吹孔在[0.40R]的位置,两气柱会相互影响;底吹孔在[0.60R]的位置是较理想的位置;底吹孔在[0.79R]的位置,气流对包壁冲刷严重。     

50t钢包吹氩行为的物理模拟与优化

以50t钢包为原型,采用水模拟的方法研究吹气位置、吹气量对钢水混匀时间和卷渣情况的影响,从而得出最佳工艺参数:喷嘴布置方式为180°对称分布,喷嘴与中心间距为0.5～0.66R之间,吹气量控制在150～200L/min。     

100t钢包内混匀时间的水模拟研究

对天津钢管公司100t钢包吹氩搅拌进行水模拟实验,研究钢液在不同吹氩方式和吹氩流量下的最佳混匀时间。通过实验,发现原型钢包吹氩位置和吹氩流量不尽合理,实验后确定合理的吹氩参数是：将吹氩孔设在钢包半径的2／3或0．618处;两吹氩孔间夹角为135°;吹氩流量为150—200L/h（即实际流量为100～130L/min）。     

吹气孔直径对钢包模型内流动的影响

采用相似比为1:10的水模型研究了钢包底吹氩系统中吹气孔直径对钢液流动的影响,通过测量钢包中心面的速度场,得到流体流动随吹气孔直径的变化规律.研究结果表明,吹气孔直径在1?3 mm范围内,随吹气孔直径增加,气柱、液面和包壁附近的流体速度减小,整个钢包内速度场分布更均匀.随吹气孔直径增加,涡心坐标从(0.12,0.12)...     

150 t钢包底吹氩工艺优化

对梅山钢铁公司150 t钢包建立水力学模型,试验研究不同喷嘴布置方式(单喷嘴、双喷嘴90°夹角布置和双喷嘴 180°夹角布置)、布置位置(喷嘴距包底中心0.40R、0.55R、0.70R)和吹气量(35～60m3/h)对钢包内钢液混匀时间及卷渣的影响,得出150 t钢包底吹氩的优化工艺参数为单喷嘴0.55R布置,吹气量控制在45 m3/h.应用生产后,单包钢水在中间包两次测温的平均温差仅2.66℃,吹氩处理前后夹杂物含量下降了30.1%,Al收得率较工艺优化前提高了50%.     

25t钢包底吹气搅拌的试验研究

介绍了涟钢公司转炉厂２５ｔ钢包由顶吹气改为底吹气搅拌钢液产生的不同冶金效果情况，分析了不同供气介质对钢液质量的影响，通过试验检验并修正了实验室提供的底吹氩（氮）供气参数。     

130 t钢包底吹氩喷嘴布置模式优化的水模型试验

通过建立的130t钢包水力学模型，用电导法测定了单喷嘴、双喷嘴垂直分布和对称分布时不同供气量下钢水混匀时间。结果表明，双喷嘴喷吹的混匀时间较单喷嘴的混匀时间短，搅拌效果优于单喷嘴。单喷嘴底吹氩，喷嘴距钢包底部中心0．55R（钢包底半径）时混匀时间最短；双喷嘴间距由0．40R增至0．70R时混匀时间明显减少。     

210t钢包底吹气过程传输现象的水模型研究

通过建立 1∶5水模型对某厂210 t钢包底吹过程流场、混匀时间和渣眼分布进行了研究,讨论对比了不同钢包底部吹气流量、吹气位置和吹气孔夹角的影响.结果表明,吹气孔径向位置越靠近壁面,钢包内流体流动速度越大.混匀时间整体上随着吹气流量的增大而减小,并且在小吹气流量情况下混匀时间下降幅度较大,而在大吹气流量情况下混匀时间下降幅度较小;吹气孔间夹角不变时,混匀时间随着吹气位置离钢包中心的距离增加而减小;大吹气流量下吹气孔间的夹角的变化对钢包内流体混匀时间影响较小;通过不同吹气孔径向位置及夹角流场PIV测量及混匀时间试验得出的最佳吹气分布位置为(0.80 R,0.80 R,110°).相较于吹气孔位置的影响,吹气流量是决定渣眼面积大小的关键因素.渣眼面积随着吹气流量的增大而增大,但当吹气流量大于12.6 L/min后,渣眼面积的变化趋于平缓.     

110t不锈钢钢包炉底吹氩水模拟

依据相似原理建立钢包的物理模拟体系,采用水模型对110t LF钢包底吹氩过程进行研究,分析了吹气量、吹氩位置、钢包覆盖渣和钢包液面高度对钢包混匀的影响,并进行了相应的试验验证。研究结果表明：水模型试验结果和大工业应用具有较好的一致性,验证了水模型的可行性;钢包液面高度越高,混匀时间越长;吹气量越大,混匀时间越短;相同的液面高度和吹气量下,底吹氩最佳位置为0.33r 附近;钢包覆盖渣较黏时会使钢液流动显著减慢,增大吹气量容易产生卷渣现象。     

底吹氩钢包内夹杂物粒子上浮行为的水模实验研究

将修正伽利略准数作为对钢包内夹杂物上浮规律模拟的判据,以某厂150t底吹氩钢包为原型,建立了模型与原型尺寸比为1:4的物理模型。通过实验研究了吹气量、吹气孔与钢包中心距离、两吹气孔与钢包底中心连线的角度,对夹杂物粒子上浮去除的影响规律。实验结果表明:合理的吹气量为300 L/min;吹气孔靠近钢包中心、吹气孔与钢包中心连线角度小时,夹杂物上浮去除时间短,有利于夹杂物去除。     

250t钢包底吹氩精炼工艺优化的物理模拟

以250t底吹氩钢包为原形,根据相似原理进行水模型实验,研究了不同透气砖布置参数、吹氩量、加料位置及透气砖透气性能变化对精炼效果的影响.结果表明：0.75R（透气砖在距钢包底部中心为0.75倍钢包底部半径R的位置）的双透气砖布置较0.64R、0.5R混匀时间短,但对包壁的冲刷严重;双透气砖大夹角（135°、180°）布置比小夹角（45°、90°）混匀时间短,0.64R-180°的双透气砖对称布置方案最优.在透气砖上方或双透气砖连线中垂线区域内添加物料,混匀时间最短;吹气量控制在67~70m³/h之间,可充分利用气体的搅拌能量,满足混匀时间短且不会产生卷渣的洁净钢精炼要求;透气砖堵塞较双孔正常吹气混匀时间延长,顶部钢液形成两个大小不一的裸露亮圈,并加重对包壁耐材的冲刷与侵蚀,降低钢液的混均效果及钢的洁净度.     

RH精炼底吹工艺优化的物理模拟

为了提高RH精炼效率,缩短精炼时间。以某钢厂150 t RH真空精炼装置为原型,建立相似比为1∶4的水模型,研究底吹孔个数与底吹流量的影响。结果表明,实施底吹工艺后,RH循环流量和混匀时间相较无底吹时都有明显改善。相同底吹流量情况下,单孔底吹对循环流量提升效果明显优于双孔底吹工况,如当底吹流量为90 L/min时,单孔底吹工况相较于无底吹工况循环流量增加34%,而双孔底吹工况只增加13%。底吹流量小于90 L/min时,单孔底吹和双孔底吹工况下混匀时间相差不大。底吹流量大于90 L/min时,双孔底吹工况下混匀时间反而有所增加。建议生产现场采用单孔底吹工艺,如采用双孔底吹工艺时,底吹流量应小于90 L/min。     

100t钢包吹氩精炼过程的物理模拟

针对某电炉厂在冶炼轴承钢过程中,钢包底吹精炼混匀效果和去夹杂效果不佳的问题进行了水模型研究.实验结果表明：钢包原型底吹位置由于两气柱间距离较近,在大气量下气柱产生偏移和叠加,造成钢液流场不稳定.根据实验结果建议：底吹位置应位于0.5R-0.5R-135°（R为钢包底部半径）;该方案临界卷渣气量为0.24m³·h^-1.     

Simulation on flow field and mixing phenomenon in RH degasser with ladle bottom blowing

Abstract

A numerical method has been employed to investigate the flow field and mixing characteristic in the Rheinsahl–Heraeus (RH) degasser with side–bottom blowing. The numerical results showed that stream flows in the up snorkel, the vacuum chamber, the down snorkel and the ladle form a large rectangular circulation zone in the RH degasser with side–bottom blowing, which can enhance the circulation flow rate effectively. For an RH with side–bottom blowing, when the included angle of the line between bottom blowing location and ladle centre and the line between two snorkels is zero, the circulation flow rate increases initially with increasing dimensionless distance between the bottom blowing location and the ladle centre and then decreases, while the mixing time increases with increasing dimensionless distance. On the other hand, when the dimensionless distance is 0·2, both the circulation flow rate and the mixing time decrease with the increasing included angle initially, reach their minimum value and then increase. The optimum values for the dimensionless distance and the included angle to achieve large circulation flow rate and small mixing time are 0·2 and π/4 in the present work.     

南钢精炼钢包吹氩工艺水模实验研究

以南钢(南京钢铁股份有限公司)30 t精炼钢包为原型,在相似原理的基础上,通过水模型实验对钢包不同吹氩位置的合理性进行了研究.结果表明:采用单孔底吹时,最佳位置在距钢包底部中心0.55 R处.同时通过顶渣实验和喂丝点位置优化实验,确定了合适的吹氩量和合适的喂丝点位置,研究结果为优化吹氩工艺提供了依据.     

氩气流量控制在钢包精炼炉底吹中的实现

通过对LF精炼炉底吹氩工艺过程的研究,分析氩气流量难以控制的原因,针对整个被控制系统的特点,选用具有分级结构的模糊自适应控制对氩气流量进行控制,并通过实践证明此方法抗干扰能力优于PID控制方式,取得较好的精炼效果。     

底吹还原炉的设计

介绍了底吹还原炉的结构、主要部件的设计特点以及在实际生产中的应用情况,实践表明,该炉型有着广阔的应用前景.     

椭圆形钢包底吹氩的流动特征

以一种150t椭圆形钢包为原型建立1：4的钢包水模型,在相似原理基础上,以氮气模拟现场用氩气进行底吹,以水模拟钢液,进行水模型实验.分析了底吹气孔位置、吹气量对钢液混匀及流动的影响.结果表明：原型方案两吹气孔位置距离近,相互干扰性强,动能耗散大,影响钢液搅拌效果.底吹气量存在临界值（327.6L·h^-1）,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.优化后两底吹气孔分别位于长轴0.6R处,呈180°分布,优化后钢液混匀时间整体下降,相同吹气量下混匀效果更好.采用优化后方案,相同吹气量下钢液面裸露面积大大降低,减少了钢液二次氧化,钙处理过程全氧从58×10^-6降低到47×10^-6,软吹过程平均增N量<3×10^-6.