铁浴式熔融还原炉侧吹喷枪的水力学模拟

通过对铁浴式熔融还原炉的水力学模拟,研究了双排侧枪的侧吹角度、插入深度、侧吹流量以及侧吹位置对熔融还原炉内混匀时间的影响.改变上排侧吹实验的结果表明,熔池内的混匀时间随着侧吹角度的增加呈增加的趋势,随插入深度和喷吹流量的增加呈减小的趋势.改变下排侧吹实验的结果表明,熔池内的混匀时间随着侧吹角度和插入深度的增加呈减小趋势,随着喷吹流量的增加呈减小的趋势.通过比较混匀时间和喷溅量的大小,得到本实验条件下最佳的实验参数:在熔融还原炉的氧化区,即上排侧枪参数为插入深度50mm、与水平方向角度15°、流量9m3/h、侧吹在油层中的位置为1/3处最佳;在熔融还原炉的还原区,即下排侧枪参数为插入深度130mm、与水平方向的角度45°、流量9m3/h最佳.     

210 t顶底复吹转炉水模型实验研究

通过水模实验研究了210 t顶底复吹转炉底部供气元件的布置方式、顶吹气体流量和顶枪枪位等对熔池混匀时间、冲击深度和冲击直径的影响.结果表明,各因素对混匀时间、冲击深度和冲击直径的影响不同.最短混匀时间的操作参数为:底部布置方式A3,顶吹流量50000Nm3/h,底吹流量1000Nm3/h,枪位1 700mm,喷孔倾角1...     

浸入式侧吹对铁浴式熔融还原炉流动影响的数值分析

针对铁浴式熔融还原的浸入式侧吹技术,运用CFD软件Fluent6.3对熔融还原终还原炉内的流体流动进行了数值模拟计算,分析了不同侧枪枪位以及不同喷吹流量对熔融还原炉内流动状态以及喷溅的影响.计算结果表明,低枪位侧吹(284mm)油相中含气量大,搅拌范围大,气油界面和水油界面的波动剧烈.在相同的侧枪枪位下(284mm),随着流速增大,油层扰动变大,加速水油的混合,加剧了自由表面的喷溅.侵入式侧吹会引起熔池中流体的环流,这会引起炉墙的侵蚀.     

50t复吹转炉底透气砖布置的水模实验研究

通过水模实验研究了唐山建龙炼钢厂50 t顶底复吹转炉底透气砖布置方式和复吹工艺参数对熔池搅拌效果、冲击深度及喷溅情况的影响.熔池均混时间及顶枪对熔池冲击情况的实验结果表明,采用4块底透气砖在2个不同圆周上局部非对称布置时,能够形成三维整体大循环搅拌,可有效缩短均混时间.在实验条件下,采用240 mm枪位、顶吹流量为120～128 m3/h,同时底吹流量为2.07 m3/h时,可获得熔池均混时间短、顶吹气体冲击面积和冲击深度适中的效果.     

210t双联复吹转炉水模实验研究

以相似模型实验理论为基础,针对工程设计的210t双联复吹转炉,通过冷态模型实验,研究了底吹元件数目、底吹元件布置方式、底吹供气强度、氧枪枪位对熔池混匀时间的影响.在实验条件下,采用八支底吹供气原件,相对集中布置在0.33D,0.62D的两个同心圆上时,可有效缩短混匀时间.对于脱磷转炉,当枪位在350mm(对应原型2800mm)、底吹供气强度为0.24Nm3/min时,混匀时间最短,比较合理的底吹供气强度在0.21~0.27Nm3/(min·t)范围内.对于脱碳转炉,当顶枪枪位在225mm(对应原型1800mm),底吹供气强度为0.18Nm3/min时混匀时间最短,比较合理的底吹供气强度在0.15~0.21Nm3/min范围内.     

低流量顶吹对复吹转炉熔池搅拌的影响

在1:6物理模型上,通过水模实验对复吹转炉低流量喷吹条件下的熔池搅拌情况进行了研究.结果表明,预备实验中,工况条件下均混时间为67.8,51.5和43.9 s;低流量喷吹条件下均混时间为190,158和140.5 s.可见低流量喷吹条件下的熔池均混时间明显长于工况条件.在低流量喷吹条件下,降低枪位、增加顶吹气体流量、增加底吹气体流量可以降低均混时间.实验范围内枪位、顶吹气体流量和底吹气体流量的最佳值分别为233 mm,46.8 m3/h和1.06m3/h; A2底吹布置方式出现最短均混时间42.5 s,为本实验最佳布置方式,A6为适合预直炼的布置方式.     

废钢对转炉熔池混匀过程的影响

采用物理模拟研究某炼钢厂250 t转炉冶炼过程中废钢加入量、分布方式和轻重废钢对熔池搅拌混匀的影响。结果表明,轻废钢和重废钢对熔池混匀影响不同,加入轻废钢,熔池混匀时间随废钢量增加而增加,底吹流量为50 L/min时,加入20和60 t废钢熔池混匀时间分别比无废钢时上升48.60%和134.70%。加入重废钢时,废钢在熔池中的分布方式会影响熔池钢液流动,从而影响熔池混匀时间。重废钢在炉底集中分布时,熔池混匀时间随废钢量增加而增加,随底吹气体流量增加而降低。过量底吹气体可能对熔池搅拌有负面影响,底吹流量大于40 L/min时,熔池混匀时间上升。熔池均匀分布时,熔池混匀时间受废钢加入量和底吹气体流量影响。底吹气体流量为25 L/min、重废钢均匀分布时,熔池混匀时间在废钢加入量为40 t和60 t时比20 t时分别降低30.13%和12.93%。废钢倾侧分布时,形成了熔池中非对称搅拌,增加了熔池水平横向流动,一定程度上有利于熔池混匀。相同供气量(25 L/min)下,40 t废钢均匀分布和倾侧分布的混匀时间比集中分布时分别低38.87%和41.01%。     

250吨转炉底吹对熔池搅拌的影响研究

采用物理模拟和数值模拟,研究了某钢厂250 t转炉底吹对熔池混匀时间、气液两相区速度、熔池低速区体积、炉底剪切力和气体能量利用率的影响。结果表明,熔池混匀时间随底吹气量增大而减少,随底吹孔数增加而减少。底吹孔数为12个时,底吹气量由15 L/min增至50 L/min,熔池混匀时间降低54.8%。底吹气量不变(50 L/min),底吹孔数由12个减至3个时,混匀时间增加52.9%。底吹枪数量减少,搅拌区域减小,熔池中“死区”和“低速区”体积比分别增加4.89%和28.9%。底吹枪减至3个时,单个底枪气量增大,气液两相区最大速度由0.34 m/s增至0.64 m/s,底吹孔处炉底所受剪切力增大52%,对炉底耐材寿命不利。从数值模拟结果也可发现,底吹工况的变化影响气体在熔池中的利用效率。底吹总气量增大时,熔池动能增加,但气体能量利用率降低。底吹气量较小时,底吹孔数的变化对气体能量利用率影响较小。底吹气量较大(50 L/min)时,相比于12个底吹孔,6个和3个底吹孔的气体能量利用率分别下降18.4%和23.3%。     

多相流模型模拟熔融还原炉内流体流动

CFD软件中的VOF多相流模型和Mixture多相流模型已经被广泛用于冶金过程的数学模拟中.本研究使用FLUENT软件自带的VOF多相流模型和Mixture多相流模型分别对熔融还原炉的单底吹流动进行数学模拟,并同水力学模拟实验结果进行对比,发现从密度场和流场来看,VOF模型的计算结果更符合水力学模拟实验的结果.使用VOF多相流模型对熔融还原炉进行复吹模拟时发现,顶枪枪位较高时,对铁浴没有起到搅拌作用;侧吹炉壁枪仅对靠近壁面处渣层引起喷溅;底吹喷枪会引起铁渣界面的波动.     

废钢对转炉熔池流体流动影响研究

通过物理模拟和数值模拟,研究某钢厂250吨转炉中废钢集中分布时熔池特征,以及废钢对转炉熔池流体流动的影响.结果 表明,底吹流量为40 L/min时,加入10,20,40,60t废钢的熔池混匀时间相比无废钢时分别上升21.16％,63.70％,87.02％和217.03％.底吹气量较小时(＜40 L/min),熔池混匀时...