VD炉钢包底吹氩的物理模拟

针对一重VD钢包进行物理模拟,通过使用电导仪、浪高仪等实验设备,从混匀时间、液面扰动对钢包内流体流动特性进行研究。实验研究得出VD炉真空脱气、深脱硫、去夹杂的底吹氩参数分别为600、200、150 L/min时,可以达到良好的脱气、脱硫和去除夹杂的效果,这为实际生产提供了理论依据。     

LF精炼炉混合特性及夹杂物去除的水模型研究

针对某钢厂130 t精炼钢包炉熔池进行水模型实验,在研究混匀时间的同时,选择乳状液作为模拟夹杂物,研究了底吹氩钢包内夹杂物的上浮行为。实验考察指标为混匀时间和夹杂物的去除率。结果表明,底吹气量对混匀时间和夹杂物去除率影响均很显著,综合考虑混匀时间和夹杂物去除率及吹气量对钢液的影响,混匀时间较短,夹杂物去除效果较好,并且对钢液温度及污染影响较小的工艺参数为:双孔吹气,原型吹气量为250 L/min。     

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。     

130t和160t钢包炉(LF)底吹氩的水模拟研究

根据相似原理采用一重130 t、160 t钢包1:5和1:5.5比例的水模型,研究了底吹流量对混匀时间、液面扰动、液面亮圈直径和夹杂物上浮时间等钢包内流体流动特性的影响。结果表明,对130 t钢包加热化渣、脱硫-脱氧、合金化及软吹的最佳吹氩流量(L/min)分别为200、600、400、150;而对160 t钢包则分别为300、500、500、200。     

钢包软吹氩对钢中夹杂物去除效果的研究

针对首秦公司炼钢厂100 t钢包进行了钢包底部软吹氩工艺对钢液中夹杂物去除效果的研究。结果表明,在软吹氩前钢中平均总氧质量分数为16 10-6,钢液中夹杂物尺寸基本在20μm以下的条件下,80~110 L/min的软吹氩气流量、15 min以上的软吹氩气时间可以有效地去除钢液中的非金属夹杂物,钢中夹杂物洁净度指数可保持在0.97以上,而软吹氩气流量大于120 L/min或小于60 L/min时夹杂物洁净度指数都比较低,表明钢液中夹杂物没有得到有效去除。     

钢包软吹过程优化数学模拟和工业试验研究

采用Eulerian-Lagrangian法对100 t钢包吹氩过程进行模拟计算,对不同吹氩流量下的钢包流场、气泡运动、液面形态和夹杂物去除进行了数学计算。优化结果表明,在当前的钢包条件下,吹氩流量为100～200 L/min时,渣眼裸露面积较小且夹杂物有较好的去除效果。此外,还对钢包软吹过程数学模拟结果进行了工业试验,在吹氩流量为150 L/min时,软吹前期钢水中大尺寸夹杂物上浮去除明显,软吹10 min可以有效提升钢水洁净度水平。     

钢包炉使用烧结型和预熔型精炼渣研究

对钢包炉(LF)精炼使用烧结型和预熔型精炼渣的精炼效果进行对比试验研究。结果表明:精炼使用烧结型或预熔型精炼渣化渣效果均较好,无结块等现象,钢包炉电极加热起弧时间相近,埋弧效果好。与烧结型精炼渣试验相比,预熔型精炼渣试验炉次平均白灰使用量减少59 kg/炉,精炼渣使用量减少61 kg/炉,平均精炼时间缩短1.7 min,平均脱硫率提高8.89%。     

RH精炼过程吹气对喷粉脱硫影响的数值模拟

为研究RH精炼过程吹气参数对喷粉脱硫的影响规律，进而提高喷粉脱硫的效率，以实际230 t RH喷粉脱硫过程为研究对象，建立三维耦合的k-ε湍流模型、流体体积(VOF)模型、离散相模型(DPM)、用户自定义标量(User Defined Scaler, UDS)以及未反应核脱硫动力学模型，讨论了浸渍管吹气流量、真空室侧吹以及钢包底吹对钢液流速以及喷粉脱硫的影响。结果表明，脱硫剂在喷入真空室后主要集中在靠近下降管一侧的真空室相交界面上，并随着钢液循环流动从下降管进入钢包，钢包中脱硫剂也趋向于在下降管一侧聚集。钢液流速以及脱硫速率随着浸渍管吹气流量的增大而增大，但吹气流量(标准状况)从1 000 L/min增大至2 000 L/min时，钢液流速以及脱硫速率增大幅度较小；继续将吹气流量从2 000 L/min增大至3 000 L/min时，钢液流速增大明显，但终点脱硫效率只增加了4.0%。真空室侧吹流量为2 000 L/min时，钢液流速和脱硫速率略微增大。在上升管对应的钢包底部进行200 L/min的底吹时，钢包内钢液流速明显增大，但脱硫速率则由于钢包内脱硫剂停留时间的减小而发生了降低。本...     

钢包炉吹氩与夹杂物去除

为了掌握钢包炉的冶金功能和去除夹杂物的规律,分析了钢包炉的精炼功能和精炼过程中钢液的流动行为及其对夹杂物去除的影响。探讨了钢包炉吹氩时夹杂物颗粒的去除效率与搅拌功、均匀混合时间、氩气泡直径、夹杂物直径、透气砖数目、吹氩流量及吹氩时间之间的关系,提出了合理的钢包炉底吹氩制度,以满足钢液精炼的要求。     

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。     

转炉炉后脱硫工艺探讨

在对影响转炉炉后钢包中脱硫效果的因素进行理论分析的基础上,根据炉后钢包内脱硫的特点,以试验的方式,通过控制转炉终点脱氧工艺以及钢水中的氧含量、在脱硫剂中加入碳、增加钢包渣碱度、降低钢包渣中FeO、保证必要的吹氩时间和合适的吹氩方式,研究炉后脱硫的效果。结果显示,采用炉后脱硫工艺具有较好的脱硫效果,满足生产优质钢的要求。     

低碳钢夹杂物产生原因及控制

 CSP线100 t转炉生产SPHD冷轧夹杂物降等比例比较高,经分析夹杂降等主要原因是钢水夹杂物去除不彻底。通过优化转炉脱氧工艺减少夹杂产生,提高转炉终点温度减少LF处理过程中钢水中铝的氧化;精炼炉采用钢包渣循环渣利用快速造白渣,控制钢包渣w((CaO))/ w((Al₂O₃))为1.4～1.8,碱度为18～25,喂钙线前白渣时间大于8 min, LF炉出站镇静大于15 min促进夹杂的去除;开浇前中间包用氩气吹扫2 min、加硅钙粉防止开浇塞棒上涨,确保浇铸过程中恒拉速、钢包换包时中间包钢水大于20 t减少液位波动。最终基板夹杂降等率由1.8%降低至0.2%。     

浇注钢包环出钢口多孔透气塞吹氩去夹杂行为数值模拟

针对浇注钢包环出钢口多孔透气塞吹氩去夹杂工艺，以国内某钢厂130 t钢包为研究对象，建立VOF-DPM耦合数学模型，考察了浇注吹氩条件下钢液流场的发展过程以及余钢高度、吹氩流量、透气塞堵塞个数对钢包浇注过程夹杂物去除的影响规律。结果表明，浇注初期，随吹氩时间增加，气液两相区逐渐增大，钢包水口上方的2个循环流逐渐变大，当吹氩时间为12 s时，钢包内形成稳定的气液两相流；随余钢高度的降低，夹杂物的去除率逐渐增加，但当余钢高度从500 mm降至250 mm范围内时，夹杂物去除率增幅变缓；随吹氩流量的增加，夹杂物去除率存在2个局部最优点(30 L/min和60 L/min),在这2个局部最优吹氩流量前后，夹杂物的去除率均呈先增大后减小的趋势；与未堵塞相比，堵塞1个透气塞时，夹杂物的去除率相差不大，而堵塞2、3个透气塞时，夹杂物去除率下降明显。研究结果可为该工艺实际应用提供理论指导。     

喷射冶金中应用CaO基粉剂的试验研究

本文阐述了用CaO基粉剂进行钢包喷粉的11炉工业规模试验,着重探讨了CaO基粉剂的脱氧、脱硫和夹杂物形态控制的效果,并论述了其机理。试验证明了喷吹CaO基粉剂能将钢水总氧含量从85PPM降低到65PPM,平均脱硫率为14％,大颗粒夹杂较喷吹CaSi粉显著减少。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

国外用粉剂进行钢的炉外脱硫

苏联Носкоъа,T.B.撰文介绍了国外用粉剂进行钢水炉外脱硫的情况。文章认为: 1.在中性气体流中喷入粉剂进行钢水的炉外脱硫是提高生产技术、经济指标和改善钢质量的一种有效方法。 2.在工业条件下,于35—300t的钢包内用粉剂脱硫,喷吹时间为3—20min,喷粉速度为12—80kg/min。 3.为了脱硫、改变非金属杂质的形状和组成,喷入硅钙粉、石灰和萤石（即CaO—Al_2O_3—CaF_2）三元混合物。     

LF炉生产焊丝钢精炼工艺优化

本介绍了酒钢60t直流钢包精炼炉生产焊丝钢(ER70S-6X)的精炼工艺优化情况及其取得的冶金效果。实践表明，经30min的精炼，LF炉脱硫率达3l.3％，脱氧率达32％，钢中显微夹杂物去除率为24．26％，大型夹杂物去除率为20．32％。     

钢包底吹氩位置对钢水去夹杂影响的水模型研究

基于相似理论,利用1:9水模型研究了钢包吹氩钢水中夹杂物的物理行为,试验了不同底吹位置下吹气时间2～28 min、吹气量(1.19～4.75)×10^-2m³/h对夹杂物去除行为的影响。结果表明,较小吹气量在8 min内可将绝大部分的模拟夹杂物去除,而较大吹气量时,中心和偏心喷吹方式分别需要20 min和16 min;不管中心还是偏心喷吹方式,去夹杂效果均随吹气量的增加先增大后减小,且存在一个最佳去夹杂吹气量;较小吹气量范围内,偏心喷吹方式的去夹杂效果要优于中心喷吹方式,而较大吹气量范围内则相反。     

LF炉135t钢包底吹氩的水模拟实验

针对135 t LF炉钢包进行了水模型物理模拟,就钢包内流体混匀时间、液面波动及夹杂上浮时间等流动特性进行了研究。结果表明:在一定的吹氩流量控制范围内,加大钢包底吹Ar搅拌流量,可达到快速脱S的目的,并使软吹达到较好的去除夹杂物效果。