攀钢炼钢转炉氧枪的数值模拟及优化实践

根据攀钢集团攀枝花钢钒有限公司120 t转炉的具体实际条件,通过计算机对氧枪喷头和转炉内的氧气和钢水流动过程进行数值模拟。模拟了不同支管角度下的主射流流场的速度衰减规律,不同角度氧气射流及转炉内各种流体的流动情况;利用计算机对转炉钢水的混匀时间进行了定量描述。通过数值模拟,最终确定了氧枪喷头支管的具体角度参数为16°。采用数值模拟结果,将优化后的536-16氧枪应用于工业实践,得到了很好的效果。     

涟钢中型转炉高效吹氧技术研究

涟源钢铁集团公司80 t转炉采用高效吹氧技术,炉产量平均增加到100 t,供氧强度达到3.83m3/(t·min).依据射流流场测定结果优化了氧枪喷头参数,改进了供氧和造渣制度,使年产钢量增加了25万t.在喷头设计中考虑了氧枪内管氧气流速,保证了用氧安全.在采用高效吹氧技术过程中,转炉炉衬寿命有所提高.     

转炉炼钢氧气压力的选择

 转炉的工作氧压由喷头马赫数决定,使氧射流对熔池的穿透深度[(L)]与熔池深度[(L0)]有一个合适的比例[(L/L0)]。据实际调查,国内有1/3转炉钢厂的工作氧压不合理。根据理论分析和生产实践经验,转炉的工作氧压应比氧气喷头马赫数所对应的滞止压力高5%～15%,可以减少射流在超音速范围内的激波损失,使氧射流对熔池有较大的冲击深度,也可防止因喷孔出口处的负压而使喷孔快速熔损。在氧气喷头设计和制定供氧制度中还需了解氧气管道压力损失[Δp],用实测法所得到的[Δp]值较为可靠。     

大型转炉高供氧强度吹炼的水模实验

为使大型转炉的生产率达到国际先进水平,在300~350t大型氧气转炉上实现4.0~5.0m3/(t·min)的高供氧强度吹炼,设计了新的大流量氧枪喷头,并在1∶10的有机玻璃模型上进行氧射流与熔池作用的水模实验。水模实验大流量氧枪喷头的主要参数为:喷头孔数6~8个,采用双角度交错布置,喷孔倾角10°~17°,喷孔出口马赫数2.0~2.2。同时测定了枪位高度为1.8~2.6m时的熔池喷溅率、混匀时间和穿透深度。研究结果表明,大流量新喷头的喷溅量和射流对熔池的穿透深度都在转炉正常吹炼范围内,熔池混匀时间平均缩短6s,泡沫渣可将喷溅率降低50%。大流量新喷头良好的吹炼性能为大型转炉高供氧强度吹炼的氧枪喷头设计提供了可靠的数据。     

中小型顶吹转炉氧枪设计中的几个问题

三孔喷头的结构形式、马赫数、小孔夹角和小孔间隙等参数的选择以及吹炼枪位的确定,是当前研究三孔喷头的几个重要课题。本文结合对喷头的冷态测定和转炉的吹炼实践,对上述问题进行了研究。三喉式喷头由于其结构合理,能有效地将氧气压力能转化成射流的动能。同时提出了目前中小型转炉广泛使用的单三式喷头的改进途径。结合射流冲力的衰减和实际吹炼枪位的数据找出了枪位同射流冲力的关系。可用冷态测定的射流冲力数据来指导转炉枪位的操作。在使用三孔喷头的情况下,转炉要顺利的进行吹炼,必须保证有适当的循环比(即射流的冲击半径同熔池半径之比)。小孔夹角和间隙是对循环比有影响的重要因素。     

高效节能型旋流氧枪喷头的设计与应用

通过冷态气体射流试验对旋流氧枪喷头的设计参数作出评价,也为转炉氧枪操作提供合理的参考依据;结合工业试验情况,对旋流氧枪喷头参数进行修正,最终确定了莱钢集团银山型钢炼钢厂120、150 t转炉旋流氧枪喷头枪孔的最优夹角为13°,旋流角6.5°～7°,在充分发挥旋流氧枪优良的化渣、溅渣优势的同时,解决了熔池部位侵蚀严重难题,使旋流氧枪在中大型转炉中得以推广应用。采用此旋流氧枪喷头,尤其是在大废钢比情况下转炉过程化渣效果提升明显,氧气利用率提高,并能有效缩短吹炼时间1 min以上;溅渣时,熔池部位聚渣效果显著,溅渣效果提升明显,对于提高转炉炉龄有明显的促进作用。     

260 t转炉氧枪参数优化效果研究

针对某钢厂的氧枪使用状况,为改善吹炼效果,提高供氧效率,优化设计氧枪喷头参数,将5孔改为6孔,采用1:9有机玻璃模型进行转炉水力学模型实验,分析氧枪喷头变化对熔池的穿透深度比、混匀时间和喷溅率的影响.结果表明:新喷头喉口总面积缩小,实际使用氧气压力增加,氧枪射流能量衰减小,相同枪位对于熔池的穿透比降低3.1％,混匀时间...     

鞍钢-炼钢90t转炉氧枪喷头射流特性研究

氧枪射流流股特性直接影响转炉冶炼效果,针对鞍钢-炼钢90t转炉四孔拉瓦尔管氧枪喷头,进行实验室冷态实验测试,研究氧枪射流特性.     

新型双结构氧枪与转炉熔池交互行为的水模实验

以钢厂260t顶吹炼钢转炉为研究对象,建立了1:7的物理模型,分析了新型双结构氧枪喷头与熔池作用的交互作用,讨论了不同工况下的冲击坑深度和宽度以及射流对转炉熔池的搅拌强度,并将结果与传统结构氧枪喷头进行比较。结果表明,新型喷头与熔池作用形成的冲击坑深度与传统氧枪喷头的差别不大,设计流量下,枪高为H=35de时,新型喷头形成的冲击坑深度最大为147mm;不同枪位下,新型氧枪射流冲击坑直径比传统氧枪射流冲击坑直径平均增加22%;新型喷头的射流对熔池的搅拌效果好于传统喷头,设计流量下的最佳操作枪位为35～40de。     

180t转炉氧枪喷头的改进实践

针对炼钢厂转炉氧枪喷头制约生产产能发挥的实际情况,对原有氧枪喷头进行改进,将五孔氧枪改为六孔氧枪,氧气冲击面积增加了约11.54%,产量得到了增加,每月增加效益505万元。