吹氩模式对钢包内多相流流动行为影响的数值模拟研究

以某钢厂150 t钢包为对象,通过数值模拟手段研究了吹氩模式和吹氩流量对钢包流场、钢渣界面行为和壁面剪应力分布的影响。结果表明:单孔吹氩模式下,钢包内环流远端流速低,钢渣界面流动不活跃,易导致此处渣层冷凝结壳;双孔等流量吹氩模式下,随着吹氩流量增大,钢渣界面流速增加,但其流动活跃性降低;双孔差流量吹氩下,大吹氩流量时钢渣界面能维持一定范围的活跃流动。当吹氩流量在120~240 L/min范围,单孔吹氩所形成的渣眼面积大于两种双孔吹氩模式;当吹氩流量超过240 L/min,双孔等流量吹氩下渣眼面积最大,双孔差流量吹氩对应的渣眼面积最小。另外,单孔吹氩下壁面剪应力最大,应力面积较小,双孔等流量吹氩下剪应力虽然显著降低,但分布区域面积增大。综上所述,双孔差流量吹氩模式可以在提高钢液精炼效率的同时,降低对钢包内衬耐火材料的流动侵蚀。

底吹氩钢包内流动及界面传热行为的数值模拟研究

钢包底吹氩是二次精炼中的常用手段,在均匀温度和成分、促进钢渣界面反应、去除夹杂物等方面效果显著,然而底吹氩在搅拌钢液的同时会加剧壁面耐材熔损,降低钢液洁净度,影响钢包寿命和使用安全性。采用数值模拟的方法研究了底吹氩钢包内钢渣流动及固液间传热行为,分析了单孔和双孔吹氩下气泡上浮及钢渣界面行为,对比了钢包不同结构界面处温度分布,探讨了吹氩量对钢包内流动传热及界面温度分布的影响。结果表明:底吹氩钢包内气泡羽流呈倒锥状分布,随着距渣眼距离的增加,钢渣界面速度和温度逐渐降低;同一气量下,相较于单孔吹氩,双孔吹氩下气泡羽流扩张角增大,渣眼面积减小,钢渣界面最大速度和湍动能较小;钢包不同结构界面温度由内向外逐渐降低,各界面渣线高度位置和底部存在较大的温度梯度;底吹氩所形成的局部循环流会导致工作层壁面的近钢渣界面位置形成高温热点区域。增大吹氩量,壁面高温热点区域温度和范围增大,近钢渣界面壁面的最大周向温差在20 K左右,双孔吹氩模式和低吹氩量有利于减小壁面周向温差。

结晶器自动加渣机补偿机构设计与控制优化

针对传统结晶器加渣设备存在保护渣浪费、保护渣厚度不均匀等问题,设计了带有出料口矩形化补偿机构的自动加渣机,以解决保护渣浪费的问题。建立机构运动学模型,利用MATLAB对驱动连杆的角速度进行仿真分析,并拟合出合适的电控指令曲线,进行实时调节,保证出料口中心运动速度基本稳定,以解决保护渣投撒厚度不均匀的问题。最后,通过自动加渣实验表明,滑动平台位移的实测值与理论值误差小于5%,出料口中心运动轨迹近似为直线且摆动速度基本不变,结晶器内保护渣分布均匀。

新能源车辆在冶金项目上的应用

通过新能源车辆与传统车辆的对比,论述了新能源车辆在冶金工程项目上的应用及优势。通过新建项目和现有改造项目上的新能源车辆应用案例介绍,验证了其应用效果及经济效益。实际应用表明:新能源车辆运行灵活,可实现设备安全、人身安全;采用新能源车辆炼钢车间铸造起重机作业时间下降约50%,维护工作量减少约50%,起重机运行中的相互干扰减少;热周转的钢包数量减少1个,钢包寿命提高7%~20%,耐材消耗降低;LF精炼时间缩短0.5~2 min,精炼电耗降低5~9 kWh/t,节约了能耗;节省设备投资,实现错峰用电,降低用电成本30%~40%,由于无电缆烧损,降低了运行费用;炼钢生产成本降低3.43~6.65元/t,吨钢碳排放降低3.7~7.2 kg;传统车辆改造成新能源车辆也很方便,对冶金工程项目采用新能源车替代传统车辆有一定的示范意义。