钢包卷渣临界底吹流量规律的水力学模拟研究

用水模拟钢水、油模拟钢渣,通过水力模型研究了底吹钢包中的临界卷渣流量.结果表明,临界卷渣流量随渣层厚度的增加而减小,随粘度的增加而增大,通过分析渣-钢界面的速度分布和能量平衡,对以临界流量作为卷渣发生的判定条件的准确性进行了检验.采用因次分析得到了底吹钢包临界卷渣流量的无因次表达式Qcr∝(Δρσ/ρ2s)0.35(μs/μm)0.3(Hs/Hm)-0.42,利用该表达式计算了实际钢包卷渣的临界流量,分析了影响因素,建议110 t钢包进行钢水弱搅拌净化操作时最大底吹流量为QN＝240 L/min.     

中间包内吹气与卷渣行为的水模拟研究

以某钢厂中间包为原型,建立与原型尺寸为1∶3的水模型,研究中间包采用气幕挡墙时,流体流动行为及钢渣卷混现象,考察吹气量和气体在流体中行程对钢渣界面的影响规律。研究表明:正常浇铸条件下避免钢液卷渣的临界吹气量在0.14 m3/h,中间包液面出现渣眼的临界吹氩量为0.10~0.12 m3/h,超过临界吹气量后,渣眼加速扩增。     

差流量吹氩模式对150 t钢包混匀与顶渣行为的影响

 针对钢包传统的双孔等流量底吹氩模式在流量较大时造成的流股相互碰撞、搅拌能耗散大、钢包卷渣和钢水二次氧化倾向大的问题,提出一种双孔差流量搅拌模式,并以150 t工业钢包为原型,采用1∶3物理模型研究了两个吹氩孔分布、吹氩流量和渣层厚度对新底吹模式下钢水混匀时间与顶部渣眼面积的影响。结果表明,与传统等流量吹氩模式相比,双孔差流量搅拌钢包混匀时间和渣眼面积普遍有所减小。其中,两个底吹透气砖在包底0.6R(钢包底部半径)处、夹角为180°时,可获得较短的混匀时间和较小的渣眼,且两个渣眼出现在钢包液面两侧,避免了常见的渣层偏聚不均匀现象。研究结果为工业实践中采用新型双孔差流量搅拌模式改善钢包冶金效果、更好地抑制钢水二次氧化提供了依据。     

120t钢包汇流卷渣的物理模拟

通过水模试验,对某厂120 t钢包浇铸过程中汇流卷渣现象进行了观察,研究了钢包渣量、钢包水口直径对卷渣高度的影响。结果表明,钢包从无渣到1.0%的渣量时,开始卷渣高度降低了57%,稳定贯穿漩涡的高度降低了56%;渣量从1.0%增加到7.0%,开始卷渣高度增加了63%,稳定漩涡高度增加了62%;钢包水口流量由2.884 m3/h增加到22.465 m3/h,开始卷渣高度增加60%,钢包水口出流流量由2.361 m3/h增加到19.211 m3/h,稳定漩涡高度增加了75%。     

钢包底吹氩钢渣界面卷渣现象的水力学模拟

为研究钢渣界面卷渣现象,采用水力学模拟实验,对底吹条件下卷渣过程进行了分解,对油滴形成原因及形成过程进行阐述.并通过改变油厚、黏度进行了实验,研究其对渣滴的影响,发现临界卷渣吹气流量与炉渣黏度之间近似满足y=0.00165x+0.72581的线性关系.且对于同一黏度条件,随着吹气流量的增大,生成油滴的最小直径逐渐减小;而对于不同黏度,随着硅油黏度的逐渐增大,生成的最大、最小油滴直径逐渐增大.而随着油层厚度的增加,临界卷渣气量呈y=1.2-0.2x的线性规律下降.      

钢包底吹氩卷渣的模拟研究

根据相似原理用混合油模拟渣层、水模拟钢水,对100t精炼钢包建立了几何比例为1：3.5的水模拟试验,通过测试研究了不同底吹条件对钢包卷渣行为的影响,得到了各条件临界卷渣气量;采用软吹时,最好采用单孔工艺;当吹气量处于0.6L/min~6L/min（对应实际吹气量31.6L/min~242L/min）之间时,随着吹气量的增加,裸露区的直径也线性增加。     

钢包底吹氩搅拌卷渣机理的水模型研究

针对炼钢工业中广泛采用的钢包底吹氩搅拌工艺，在水模型试验的基础上，得出了在不同渣厚下的临界吹氩量的大小；并进一步定量研究了钢包卷渣现象的过程和机理，推导了发生卷渣现象的临界界面流速和破碎颗粒的大小，为实际生产严格控制吹氩制度打下了理论基础。     

邢钢钢包底吹卷渣模拟研究

根据钢包底吹气量与钢渣界面流速的关系计算出钢水卷渣的临界值,按照相似原理用混合油模拟渣层、水模拟钢水进行水模试验,考察了吹气量、单双孔底吹透气砖对钢水卷渣行为的影响,单孔吹气量小于450L/min、双孔吹气量小于400L/min可避免卷渣。     

钢包底吹氩卷渣临界条件的水模型研究

以钢厂70t钢包为原型,建立模型与原型尺寸比为1:2.75的水模型。通过水模型实验对钢包临界卷渣吹氩量进行测量,得到临界卷渣气量是450 L/min。实验测量不同吹气量下钢包液面水平流速,分析水平流速与钢包卷渣的关系,得到钢包临界卷渣的液面流速为0.652m/s、韦伯准数为6.967。讨论了采用临界卷渣韦伯准数计算临界卷渣液面流速,通过测量达到临界卷渣液面流速时的吹氩量,来确定临界卷渣吹氩量的方法。     

150t钢包双孔底吹的水模型研究

为研究钢包的双孔底吹气量对钢包混匀时间、波高及卷渣和渣眼形成的影响,优化底吹工艺,以国内某厂 150 t 钢包为原型建立了钢包物理模型,模拟现场底吹工艺,综合混匀时间、波高及卷渣和渣眼的变化规律分析得到较优底吹气量。 结果表明,底吹气量越大,混匀时间越短,当底吹气量从 0.6 m³/h 增加至 1.2 m³/h 时,混匀时间大幅度缩短,瞬时波高及波动较小,之后随底吹气量的增大,混匀时间减少,速率变缓慢,而波高大幅度增长;临界渣眼的底吹气量和临界卷渣底吹气量不同,随着底吹气量增大,渣眼面积和卷渣深度均变大。 综合分析表明,实际底吹气量选择1.2 m³/h 较为合适,在波高、渣眼面积、卷渣增加不明显的情况下,大幅度缩短了混匀时间。     

基于PIV技术的钢包临界卷渣行为水模型研究

基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,通过水模型研究临界卷渣条件下卷渣过程和钢包流场特征,解析临界卷渣从发生到结束的整个过程卷渣处流场速度的变化情况,并定量分析炉渣运动黏度对临界卷渣速度的影响.将临界卷渣速度的实验检测值与传统理论计算值进行比较和讨论.研究结果表明:临界卷渣过程从开始到结束可细分为八个不同阶段,卷渣处流场速度变化在这八个阶段中先增大后减小再增大;炉渣运动黏度对卷渣具有重要影响,炉渣运动黏度越大,临界气量和临界卷渣速度越大,并且临界卷渣速度与炉渣运动黏度的关系更具线性相关性.实验拟合得到炉渣运动黏度与临界卷渣速度的关系式.最后根据传统理论计算模型和实测结果提出实验条件下修正的临界卷渣速度表达式.     

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。     

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）。     

钢包底吹对钢液混匀时间和排渣面积的影响

通过实验室水力模型实验,研究了钢包底吹方式、气体流量对钢液混匀时间、液面排渣面积的影响。实验结果表明,采用双孔底吹方式可使钢液混匀时间缩短,液面排渣面积减少,为在生产中使用合理的钢包底吹方式以及控制气体流量,有效促进夹杂物去除及减少卷渣提供依据。     

钢包水模型比例对混匀时间测量误差的影响

为了研究钢包水模型比例对混匀时间的影响,采用几何相似比分别为1/4.5、1/7.4、1/10、1/17.3的有机玻璃水模型进行了物理模拟试验.使用电导率仪测量了钢包模型内流体在不同条件下的混匀时间,结果表明,模型比例对搅拌功率与混匀时间的拟合曲线的指数n值有影响.随着模型比例的增加,n值的绝对值逐渐减小,其中,模型比例...     

钢包底吹氩搅拌卷渣机理的研究

本文针对炼钢工业中广泛采用的钢包底吹氩搅拌工艺,定性描述和定量研究了钢包卷渣现象的过程和机理,推导出了发生卷渣现象的临界界面流速和破碎颗粒的大小,为在实际生产中严格控制吹氩制度打下了理论基础。     

LF精炼过程100 t钢包底吹氩卷渣水模拟研究

以钢厂100 t钢包为原型,根据相似原理模型与原型1:3.5的比例建立水模型。试验了对应实际吹气量31~237 L/min不同位置单喷嘴和双喷嘴吹气对卷渣情况的影响,发现原吹气孔位置(距钢包中心约0.45R)单喷嘴、距钢包中心0.6R位置单喷嘴、原吹气孔位置(约0.45R)双喷嘴和距中心0.6R位置双喷嘴吹气临界卷渣气量分别为113、93、31、82 L/min,因此实际精炼时软吹采用单喷嘴吹气,合金化阶段用双喷嘴吹气为宜。回归分析得出,单喷嘴吹气时裸露区直径D(/mm)与底吹气量Q/(L·min^-1)的关系式D=43.333Q+47.5(0.6相似文献   

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.     

板坯连铸机结晶器钢液卷渣的水模型研究

针对安钢超低头板坯连铸机结晶器液面卷渣现象 ,用 0 6∶1 0水模型 ,研究了水口浸入深度 30mm、6 0mm和 110mm时 ,铸坯拉速 1 0～ 0 7m min、水流量 2 6 2 4～ 18 4m3 min范围内水口浸入深度、拉速对结晶器内钢液卷渣程度的影响。提出卷渣指数J =V·h (t·H) ,式中V 拉速 ;h 1 10大波值 ;t 开始卷渣时间 ;H 水口浸入深度。结果得出 ,为防止安钢板坯结晶器液面卷渣 ,当水口浸入深度为 110mm时 ,拉速应≤0 90m min ;浸入深度 6 0mm时 ,拉速应≤ 0 85m min ;J应 <1 37× 10 - 2 mm s2 。     

底吹钢包用圆孔透气砖冶金效果的水模型

采用水力学模型方法对钢包底吹氩工艺进行了实验研究,对比分析了圆孔型透气砖与狭缝式透气砖对冶炼效果的影响,并研究了圆孔透气砖的孔角和孔径对混匀时间、夹杂物去除率和渣眼面积的影响规律.结果表明:当吹气流量相同时,使用圆孔斜通透气砖时,钢包的混匀时间、夹杂物去除率和渣眼面积均优于狭缝式透气砖;相比于圆孔直通透气砖的钢包,使用圆孔斜通透气砖的钢包混匀时间更短,去除夹杂物效果佳,但渣眼面积略大;对于圆孔斜通透气砖,其孔径越小,钢包混匀时间越短,夹杂物去除率越高,渣眼面积越小.