复吹转炉底吹氧气和石灰粉水模拟

 为了考察复吹转炉底吹氧气和石灰粉过程中的熔池特性,建立复吹转炉底吹喷石灰粉的水模型,用水模拟铁水,用空心玻璃微珠模拟石灰粉。利用图像处理法研究了底吹氧气和石灰粉时粉剂分布情况及熔池搅拌情况。采用熔池电导率法考察了相同条件下底吹喷粉与不喷粉时的混匀时间。研究结果表明,喷粉能够促进熔池搅拌,且粉剂扩散速度随底吹载气流量增大而增大;未喷粉时,混匀时间随载气流量增大而减小;在相同底吹载气流量条件下,喷粉时熔池的混匀时间明显低于未喷粉时的混匀时间,且在试验范围内,混匀时间在底吹载气流量为2 m3/h(标准态)时出现极小值。     

150t复吹转炉熔池传质及合适的底吹气量

通过水模型实验研究了复吹转炉中顶吹、底吹及熔池产生的CO气流对熔池的搅拌作用。按正交实验设计法,由实验得出吹炼中期和后期影响熔池内传质的主要因素及合适的顶吹和底吹气量。在高速脱碳期,顶吹和底吹气流的搅拌作用与CO气流的相比可忽略不计;在脱碳后期,底吹气流对熔池的搅拌起主要作用。在吹炼后期,底吹气量为5Nm³/h时可达到最佳的搅拌效果。根据水模型实验结果,回归整理出混匀时间和容量传质系数的准数方程。     

大型转炉顶底复吹混合效果模拟

 为研究复吹参数对脱磷转炉混匀行为和脱磷效果的影响,根据相似原理,针对300 t双联脱磷转炉进行实验室的水模拟试验,研究了21种不同底吹元件数量和布置方式,顶吹强度、氧枪枪位以及底吹强度对熔池混匀效果的影响,利用数值模拟方法进行了进一步的分析比较。结果表明,采用8支底吹元件的对称集中布置方式,同时保持较大流量的底吹强度可加强对熔池的搅拌效果。通过工业试验得出,半钢平均磷质量分数由试验前的0.024 9%降低到0.017 3%,半钢脱磷率由试验前的75.3%提高到85.4%,提高了熔池整体的搅拌效率和脱磷效果。     

复吹转炉底枪布置优化探讨

通过复吹转炉底枪布置优化试验研究,结果表明底枪采用合适支数,特别是采取非对称集中布置方式,更有利于加强熔池搅拌强度.三明钢厂100 t复吹转炉底枪在国内首次采用非对称集中布置方案,实践应用结果表明冶炼终点各项技术指标得到很大的改善.     

100 t复吹转炉底吹透气砖分布的数值模拟

利用ANSYS Fluent软件研究了某钢铁企业100 t复吹转炉底吹透气砖分布对钢水的流场和混匀时间的影响。结果表明,当底吹透气砖位置不同时,转炉内钢水的流场分布也不同。在总吹气量（100 m3/h）相同的情况下,当采用双透气砖底吹气（每个透气砖的吹气量为50 m3/h）时,钢水的混匀效果优于单透气砖底吹气时的混匀效果,2块底吹透气砖对角布置时钢水混匀时间最短,为204 s,其次为4块底吹透气砖平面对称布置,钢水混匀时间为255 s。     

转炉氧枪顶吹工艺的水力学模拟

根据鞍钢180t氧气转炉生产情况，进行氧气顶吹转炉1／15模型的水力学模拟实验，以得出吹炼工艺参数对熔池的影响。结果表明，当模型顶吹气体流量≥15．5m^3／h时，枪位和流量变化对熔池均混时间影响较小；熔池的喷溅量随枪位降低和顶吹气体流量的增加而增加；当气体流量为16．0m^3／h时，熔池的喷溅量较大。     

底吹喷枪异常堵塞的复吹转炉熔池内的搅拌研究

根据重钢转炉生产过程中实际结构尺寸和改造没计的特点，设计制作了复吹转炉冷态模拟模型，针对实际生产过程中转炉底吹喷枪可能出现异常堵塞，实验研究了底吹喷枪正常、有部分堵塞或全部堵塞时，复吹转炉熔池内的搅拌混匀时间与底吹供气强度的关系。     

复吹转炉底吹非均匀供气对熔池搅拌混匀的影响

为了强化转炉熔池的搅拌,在200 t复吹转炉1∶12的模型进行物理模拟试验,研究了底吹非均匀供气对转炉复吹和纯底吹熔池的搅拌混匀效果;采用数学模拟的方法计算了纯底吹条件下,转炉采用底吹非均匀供气时的熔池流体流动。研究结果表明,在所研究的不同的底吹非均匀供气方案中,与底吹均匀供气方案相比,线性底吹非均匀供气方案有利于改善转炉熔池搅拌效果,最佳的底吹非均匀供气方案的混匀时间比均匀供气降低了19%～25%。复吹时底吹非均匀供气的混匀时间降低程度要比纯底吹的非均匀供气大,即复吹条件下,底吹采用非均匀供气更有利于熔池搅拌混匀。采用线性底吹非均匀供气方案时,在熔池内形成了明显的大循环非对称流动,有利于整个熔池内的对流传质,从而缩短了混匀时间。     

300 t复吹转炉底吹系统优化模拟

顶底复合吹炼转炉炼钢法是当下主流的炼钢方法,底部供气元件的种类、支数、排布方式和底吹供气强度直接影响着转炉熔池的混匀效果,合理的流场不仅可以降低生产成本,更能缩短冶炼周期,增加企业效益.基于冷态水模拟以及CFD数值模拟手段各自的研究特点,以某钢厂300 t转炉为原型,将不同底吹条件下熔池的混匀时间、死区以及弱流区体积作...     

电弧炉炉底吹气搅拌冷模拟研究

针对25t电弧炉底吹气搅拌工艺，通过冷模拟分别研究了搅拌功率对缩短钢液混匀时间，加快废钢熔化和增强渣一钢界面传质的影响，并得出了相应的规律。研究结果为实际工业性生产提供了理论依据。     

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In order to research the stirring effect on bottom blowing gas supply mode in combined blowing converter, the effect of bottom blowing flow rate distribution, switching frequency and grouping mode on mass transfer between slag- metal interface and mixing time was investigated. The study indicates that both mass transfer coefficient and mixing time change with the bottom blowing flow rate distribution, switching and grouping mode. Under continuous mode with distribution ratio as 4, the mass transfer effect reaches best; when set distribution ratio as 5,mixing time reaches smallest.Under spaced mode with distribution ratio as 3, the mass transfer effect reaches best; when set distribution ratio as 5, mixing time reaches smallest. Mass transfer coefficient decreases with increases of switching frequency. Distribution ratio has greater effect on mass transfer coefficient under continuous mode than spaced mode. Both modes are almost identical on mixing effect. In continuous mode, bottom blowing leads to uneven erosion, large flow side accelerates the lining erosion and two- phase emulsion process, while the small flow side is opposite.     

低枪位下氧枪射流对熔池作用的冷态实验研究

采用水力学模型进行了低枪位下顶吹射流对熔池作用的冷态实验,研究了枪位、气体流量、氧枪喷头类型等因素对冲击深度、喷溅量和熔池混匀时间等的影响.实验结果发现,喷孔倾角增大时,射流冲击深度减小,熔池喷溅量较少,混匀时间相对较短.氧枪喷孔倾角为13°和17°时,其最小混匀时间对应枪位为60mm,冲击深度比为32%～50%;而氧...     

转炉底吹供气方式对熔池混匀效果的数值模拟

通过数值模拟的手段,以北方某钢厂300 t转炉为原型,建立了转炉底吹的三维模型。研究了在非均匀供气制度下转炉底吹氩气对转炉混匀效果的影响,优化了设计方案。结果表明,随着底吹氩气流量的增加,熔池内平均流速和平均湍动能均增加,弱流区比例减小,但死区比例降低的幅度不大。单个透气砖氩气流量为440 m3/h时,流量分配比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的平均速度分别0.189、0.204、0.167和0.168 m/s,死区比例分别为17.5%、11.60%、23.53%和20.23%。流量分配比为2∶1时转炉混匀效果最好,1∶1时次之,4∶1时再次,分配比为3∶1时混匀效果最差。     

地转偏向力对侧顶复吹AOD炉流场影响的理论分析

基于地转偏向力的原理和120 t侧顶复吹AOD炉的构造,对AOD炉和地转偏向力的关系进行了理论分析和计算,认为地转偏向力通过对AOD炉内侧枪和顶枪气流的作用影响其流场.针对本研究的AOD炉,计算表明地转偏向力使顶枪气流从出口到熔池液面发生7.92×10^-8(°)的偏转,使侧枪气流发生1.88×10^-4(°)的偏转,说明地转偏向力对侧枪气流的影响更大.     

两种氧枪喷头射流行为的数值模拟

对80 t转炉四孔氧枪进行实验室的数值模拟研究,通过对比两种不同参数的氧枪射流以及对熔池的作用效果,得出OL-M2氧枪比OL-M1氧枪的最大射流半径提高6.7%,冲击深度降低4.5%,熔池作用面积提高3.3%。为保证氧枪能处于良好的作用条件,给出了氧枪合理的操作压力和枪位控制区间。通过对熔池混匀时间的模拟,得出OL-M2氧枪下的平均混匀时间比OL-M1氧枪下的混匀时间缩短48 s,使用OL-M2氧枪相比使用OL-M1氧枪对熔池的搅拌效果更好,这有利于促进冶炼前期脱磷反应的传质进行。