100 t转炉五孔氧枪喷头设计与应用

针对低硅铁水冶炼存在的化渣效果差、氧枪粘渣粘钢严重的问题,根据可压缩流体理论及射流与熔池作用原理设计开发了五孔氧枪喷头,主要工艺参数为:喷孔夹角13°,Ma 2.0,喉口直径36.8 mm,出口直径47.8 mm,设计氧气压力0.80 MPa,设计供氧强度3.8 m~3/(min·t)。氧枪枪位控制在1.3~1.9 m,熔池冲击深度、冲击面积和混匀时间均在合理范围内。生产实践表明,使用五孔喷头吹氧时间缩短0.5 min、氧气消耗降低1.1 m~3/t,脱磷率提高4.1个百分点,终渣FeO含量降低1.2个百分点,一次拉碳出钢率提高1.7个百分点,基本解决转炉低硅铁水冶炼存在的问题,转炉技术指标明显改善。

120 t转炉顶底复吹过程多相流数值模拟研究

以120 t五孔氧枪顶底复吹转炉为原型,基于Fluent数值模拟,对多组不同氧枪枪位与底吹气体流量方案进行建模计算,分析了五孔喷头顶吹超音速射流行为,以及不同方案下熔池冲击面积及冲击深度的变化规律。模拟结果与前人实测结果吻合,证明了模拟的准确性。模拟结果表明,由于顶底复吹作用,速度集中在钢液面附近,顶吹和底吹气流周围的区域钢液流速变慢;随着氧枪高度不断升高,冲击深度逐渐减小,冲击面积先增大后减小;当氧枪高度1.8 m时熔池冲击面积最大,单孔底吹流量为60 m^(3)/h,底吹效果最好。

Simulation of Flow Field of Oxygen Lance Gas Jet Utilized for 50 t Converter

Based on the operating conditions of oxygen lance utilized for a 50 t converter in Tangsteel,gas jet flow fields of three types of oxygen lances were simulated by FLUENT software.The influence of lance configuration and lance level on penetrating area was studied through cold model experiment.The results showed that the gas flow velocities of four-hole,variable angle four-hole and five-hole oxygen lances declined rapidly with an increase in gas jet length within 1 m,1 m and 0.8 m,respectively.Besides,the multi gas streams sprayed from these three lances should be syncretized at 1.6 m,1.7 m and 1.4 m,respectively.At the highest lance level,the effective penetrating area of these three lances could be 0.255 m2,0.385 m2 and 0.0907 m2,respectively.It was suggested that the effective penetrating area of variable angle four-hole oxygen lance was the biggest,while that of five-hole oxygen lance was the least.The validity of numerical simulation results was proved through cold model experiment.The lance level was suggested to be controlled in the range of 1-1.6 m,1-1.7 m and 0.8-1.4 m for the four-hole,variable angle four-hole and five-hole oxygen lances,respectively.

唐钢50t复吹转炉水模型的实验研究

针对唐钢50 t复吹转炉,采用1:6.35水模型的正交试验,研究了氧枪枪型、枪位、顶吹流量和底吹流量对熔池混匀时间、穿透深度、冲击面积和喷溅量的影响。结果表明,与4孔氧枪相比,使用改进后的4孔变角氧枪可增加对熔池的冲击面积,降低穿透深度和炉口溅出量,缩短混匀时间。对于50 t复吹转炉实际枪位≤1.3 m,有利于缩短冶炼时间,提高冶炼强度;顶吹流量控制在13 000～14000 m^3/h,可缩短混匀时间和减少炉口溅出量。

鞍钢260 t转炉高效生产技术

为了解决鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂260 t转炉冶炼周期长,影响产能的问题,优化了氧枪喷头参数、氧枪控制方案和出钢口尺寸。实践表明,采取措施后,转炉的冶炼周期缩短了4.22 min,氧耗、终渣氧化铁含量等指标得到改善,达到了转炉高效生产的目的。

单孔氧枪喷头射流流场的仿真研究

借助商业软件CFX4.4对单孔氧枪Laval喷管内及喷管外的射流场进行数值模拟,分析了不同滞止压力下喷管外的轴对称射流流场的分布情况,并验证了k-ε湍流模型的适用性。结果表明,300 K环境温度下,射流的径向横截面面积受轴向至喷口的距离影响较大,而在不同滞止压力下(0.596～0.996 MPa)射流沿纵向扩展变化不大;在相同滞止压力下,随环境温度增加,射流径向扩展明显加大。

210t转炉五孔氧枪喷头的研制及应用

包钢薄板厂为改善氧枪使用效果 ,采用新研制的国产五孔铸造氧枪喷头。与原美国氧枪喷头及国产四孔氧枪喷头相比 ,化渣情况明显改善 ,冶炼过程中喷溅减少 ,脱磷率提高 ,供氧时间缩短 ,综合效益显著。

转炉高效化冶炼用新型氧枪开发与应用

炼钢厂与鞍山热能院一起开发研制了80 t顶底复吹转炉高效化冶炼用新型Φ245 mm五孔氧枪。通过近一年的设计和工业试验,基本解决了转炉高效化冶炼用新型氧枪的设计及应用问题,制订了比较完善的氧枪操作制度。使得转炉高效化冶炼用新型氧枪逐步纳入包钢炼钢厂生产工艺流程并取得了良好的效果。

210 t转炉氧枪射流性能优化与工业应用

为改善国内某钢厂210 t大型转炉供氧强度低、冶炼周期长等问题,对目前所用六孔氧枪喷头参数进行优化设计,利用数值模拟明确射流动力学特征。结果表明:枪位在1.5 m之前,轴向速度变化随倾角变化不明显,当枪位超过1.5 m时,随着喷孔倾角增加,轴向速度减小幅度增大。射流聚并行为随着倾角增加得到明显改善。射流有效动能随射流行进快速下降,枪位1.5 m时只占比初始动能的20%左右,随后动能衰减趋缓,到2.7 m时动能损耗仅5%左右。优化后的210 t转炉六孔氧枪设计参数为:倾角15.5°,马赫数2.06,喉口直径45.89 mm,出口直径61.14 mm。工业试验的结果表明,优化后的氧枪比优化前所用氧枪的吹氧时间减少了43 s,脱磷率提高了11.4%。

五孔氧枪在210t转炉上的优化

介绍了通过五孔氧枪喷头参数的优化,转炉一次拉碳成功率由88%提高到95%,终点平均磷含量由0.012%降低到0.008%。终点渣样分析,渣中TFe含量由18.5%降到15.3%,一次倒炉P含量受控率达96%,达到了预期的冶金效果。

宣钢炼钢低铁耗快节奏生产实践

宣钢开展降铁耗攻关,通过建立低铁耗冶炼模式,同步优化升级转炉氧枪系统,进行出钢口扩径,铸机实施提拉速等措施,大大缩短转炉冶炼周期,提高企业生产效率,实现了低铁耗模式下的快节奏生产目的,且具备了日产14000 t的能力。

大型转炉低成本高效化生产实践

为达到大型复吹转炉低成本、高效化生产的目标,河钢宣钢二钢轧厂针对品种比提高后工艺和设备上暴露出来的问题进行了技术改造。通过取消地磅称重、优化底吹模式、调整氧枪喷头参数、重设出钢口形状等措施,使铁水入炉温度提高约10~15℃,供氧流量提高约2 500 m 3/h,出钢时间缩短至4.5 min,改善了冶金反应的动力学条件,在强化冶炼的基础上,降低了生产成本。

120t转炉高效化生产实践

介绍了河钢宣钢120 t转炉工艺装备和原料特性。通过提高一倒出钢率、优化氧枪及出钢口参数、应用钢包加盖和菱镁矿渣补技术等措施,提高了转炉生产效率,转炉冶炼周期由40~43 min缩短至32~34 min,日产炉数由29~31炉提高至37~39炉,适应了新生产模式下的铁钢平衡,实现了高效化生产。

宣钢150t转炉高效生产工艺优化

为了解决宣钢二钢轧厂150 t转炉冶炼周期长、生产效率低的问题,通过氧枪系统优化改造、出钢口尺寸改造、增加装入量等工艺优化措施,大幅度缩短转炉冶炼周期,提产增效效果明显,完成了转炉高效生产的目标。

菜钢120t转炉高效节能型氧枪研究与应用

莱钢炼钢厂120t转炉使用五孔氧枪问题受废铜量减少、烧结矿或矿石加入量增加等外部因素的影响，造成在7台炼过程中，易喷溅、钢铁料消耗高等。现有氧枪参数进行重新设计与优化，在钢铁料消耗、供氧时间、化渣效果、脱磷等均有改善，取得良好的冶金效果。

炼钢厂转炉氧枪氮封对中夹紧装置改造

针对炼钢厂转炉氧枪运行跑偏及其下枪孔密封装置对高温烟尘密封效果差的问题,提出改造设计方案,完成转炉氧枪下枪孔氮封和氧枪杆对中夹紧装置改进,并取得良好使用效果。

不同环境温度下预热式氧枪射流特性数值模拟

针对新疆某钢厂100 t转炉氧枪炼钢效率低、化渣慢、喷溅率高等问题,对氧枪喷头入口氧气温度进行预热,以改善氧气射流的动力学性能。基于Fluent软件,研究不同环境温度(300、1873 K)下预热温度对五孔氧枪射流特性的影响规律。结果表明,相比预热温度,环境温度对射流特性的影响更大。随着环境温度增加,射流独立性增强,速度衰减变慢,射流融合距离和射流核心区长度均增加;随着预热温度增加,射流速度、湍动能和温度均增加,密度和动压均减小。对100 t转炉五孔氧枪而言,最佳冶炼枪位为2.5 m,化渣枪位为3.0 m,最佳预热温度为600 K。在炼钢温度下,预热温度为300 K和600 K的最大有效冲击面积分别为0.435 m^(2)和0.485 m^(2),最大化渣面积分别为0.885 m^(2)和1.110 m^(2),在2.5 m冶炼枪位下的冲击深度分别为0.361 m和0.244 m。当最佳预热温度为600 K时,与不进行预热(300 K)时相比,有效冲击面积提高11.49%,化渣面积提高25.42%,冲击深度降低32.41%,可有效降低喷溅风险,提高冶炼效率。

转炉用单流道双流氧枪的冶金效果

探讨了单流道双流氧枪在15t转炉上冶金效果。结果表明：单流道双流氧枪具有起渣早、化渣快、脱磷脱硫率高、尤其是气化脱硫率由原工艺的8．8％提高到15．13％等优点，同时还具有防返干和喷溅作用。

150t转炉五孔氧枪射流特性数值模拟研究

以某钢厂150 t转炉为研究对象,建立了三维数学模型,利用数值模拟方法研究了不同喷孔倾角、喉口直径以及马赫数对五孔氧枪射流特性的影响规律。结果表明:随五孔氧枪喷孔倾角的增加,射流核心段轴向长度减小,氧枪头下方负压区增大,射流向下偏移量减小,到达冶炼枪位时射流速度减小且射流面积增大;随五孔氧枪喉口直径的增大,射流核心段轴向长度增大,到达冶炼枪位时射流速度、射流面积均增大,冶炼枪位时喉口直径41.1 mm的射流速度分别是喉口直径39.9、38.7、37.5 mm的1.01、1.05、1.07倍;随五孔氧枪马赫数的增加,射流核心段轴向长度略微增加,到达冶炼枪位时射流面积稍有减小,但均变化不大。