CFD Analysis of Influence of Slag Viscosity on the Splashing Process in an Oxygen Steelmaking Converter

Physical properties of molten slag such as viscosity, density and surface tension have a significant influence on the slag splashing process in an oxygen steelmaking converter. Particularly, viscosity determines the shear forces that rule droplets formation. Besides, stirring of the molten slag bath strongly depends on this property. In this work, the influence of viscosity on the efficiency of slag splashing is explored by means of transient Computational Fluid Dynamics simulations. Several values of viscosity are employed in the computer experiments. In order to quantify the splashing efficiency as function of slag viscosity, an average slag fraction on the converter walls is defined and calculated. CFD results are compared with those of an empirical expression, and at least qualitative agreement is found.

Slag Splashing in a Basic Oxygen Furnace under Different Blowing Conditions

The influence of three different blowing conditions on the slag splashing process in a basic oxygen furnace for steelmaking is analyzed here using two-dimensional transient Computational Fluid Dynamics simulations. Four blowing conditions are considered in the computer runs: top blowing, combined blowing using just a bottom centered nozzle, combined blowing using two bottom lateral nozzles, and full combined blowing using the three top and the three bottom nozzles. Computer simulations show that full combined blowing provides greater slag splashing than conventional top blowing.

120 t转炉热态渣循环利用工艺研究

唐山中厚板材有限公司为提高转炉热态渣的利用率,对转炉冶炼过程炉渣产生机理进行分析,探索热态渣循环利用的途径。试验全留渣双渣法,即第一炉按原单渣法冶炼出钢和不倒渣溅渣护炉,根据铁水硅含量将数据固化在模型中,保证终点二元碱度控制在3.5~3.8,第二炉加入废钢和铁水进行双渣冶炼,出钢后倒出40%~50%炉渣再溅渣护炉,完成一组正常的冶炼。同时,通过优化副枪自动炼钢模型、增强转炉底吹强度、改造双渣氧枪等措施,保证第一炉碱度控制在3.0以上,实现循环渣造渣方法的自动控制。实施热态渣循环利用后,渣中FeO含量降低2.1%,钢铁料消耗降低4.355 kg/t,稳定了低P高端品种钢的生产工艺,提高命中率22.5%。

提钒转炉耐材损毁原因及炉衬维护探讨

基于钒渣与钢渣不同性质及物相分析的基础上,提出钒渣的温度、粘度、碱度、CaO及MgO含量与钢渣存在着较大差异,炼钢转炉炉衬维护技术不能完全应用于提钒转炉。分析了提钒转炉炉衬耐材损毁的主要影响因素,提钒转炉的冶炼工艺、冶炼周期、所处的工作环境、形成的炉渣成分及物相组成与炼钢转炉有较大差异,指出提钒转炉炉衬耐材维护应根据其损毁原因及结合钒渣的特性,采用综合砌炉、渣补及改质钒渣后的溅渣护炉技术,可大幅提高提钒转炉炉衬寿命。

半钢炼钢条件下转炉护炉技术探讨

钒钛磁铁矿经过高炉炼铁得到含钒铁水,转炉炼钢时利用碳与钒的选择性氧化,将铁水中的钒富集后进入炉渣,然后从钒渣中提取钒,是目前国内主流的提钒方法。含钒铁水的冶炼,转炉的成渣条件及渣相与常规铁水冶炼差异较大,对护炉技术提出挑战,因此掌握半钢炼钢条件下转炉护炉技术,在生产过程中才能不影响生产组织,保证一座提钒转炉对应两座半钢冶炼转炉的顺行。本文基于半钢炼钢条件下钒渣与钢渣的成分和岩相结构分析研究的基础上,总结了影响转炉护炉的主要因素,针对性的提出改进措施,在某厂半钢炼钢条件下,转炉护炉取得了较好的冶金效果。

120 t复吹转炉炉型稳定控制技术的开发应用

为提高120 t顶底复吹转炉炉型控制的整体稳定性,通过引进炉体测厚仪对转炉炉型进行数字化描述,并根据炉型状态通过研究应用各项炉型控制技术,不仅保障了整个炉役期间的安全稳定生产,且使整个炉役期间碳氧积始终处于稳定状态。

低铁耗条件下120 t转炉护炉工艺研究与实践

为了保证钢产量,提高废钢用量,降低护炉的成本以及提高经济效益,通过理论及生产实践,从冶炼护炉、溅渣护炉、日常补炉三方面着手对转炉低铁耗冶炼进行研究,并针对炉况侵蚀情况提出了改进措施。通过降低铁水比,减轻了因转炉冶炼热量不足、终点命中率低、后吹率高、终点钢水过氧化多而造成的转炉炉衬侵蚀严重和转炉漏钢事故。结果表明,通过低铁耗生产模式的运行,使得转炉操作技能得到质的飞跃。

120 t双水口LF精炼钢包生产实践

针对双水口全精炼钢包内衬严重侵蚀,影响钢包安全使用、制约生产顺行的现状,对双水口全精炼钢包寿命提升进行研究。通过开发应用钢包内衬复合砌筑、精炼喷粉调渣、电极溅渣补包等技术手段,使双水口全精炼钢包寿命大幅提升,一次包龄由35.9次提高到53.7次。

转炉溅渣护炉的炉渣控制及炉衬侵蚀机理

利用副枪在转炉吹炼过程中取样、测温和对炉衬残砖的化学成分、岩相、流动温度的测定结果，研究了宝钢转炉溅渣护炉炉渣的控制及炉衬侵蚀机理。结果表明：转炉终渣ＭｇＯ含量应控制在１０ ％ 左右、溅渣层的熔损主要发生在炉温较高的吹炼后期，而镁碳砖的侵蚀是由于炉渣渗入镁碳砖的气孔和裂缝中，使其脱碳和渣化，在高温下流入渣层所致。

宝钢300t转炉溅渣护炉工艺研究

介绍了宝钢３００ｔ转炉溅渣护炉工艺研究中所进行的水模试验、炉渣成分选择、溅渣用氧枪喷头设计、喷吹参数控制等方面的工作，以及所取得的成果。宝钢转炉炉龄已达到１４００１炉。

转炉溅渣动力学水模型研究

通过对转炉溅渣的水模型研究，提出炉内溅渣的两种动力学机制：发生在转炉上部的气流喷射溅渣和出现在转炉下部的熔池浪涌溅渣。合理平衡两种溅渣机制的综合作用，得到最佳喷吹压力和溅渣枪位，以获得最大的溅渣量。根据上述两种动力学机制，分析炉内氮气射流与液态渣池的作用规律，提出了溅渣高度的理论计算公式。

顶吹转炉溅渣工艺水力学模型的研究

采用水力学模型试验方法研究了中、小型转炉溅渣工艺参数对炉衬各部位溅渣量的影响。结果表明：炉衬不同高度溅渣量很不均匀，氧枪高度、初始熔池深度（留渣量）和氮气流量对炉衬各部位所获得的溅渣量有显著影响。为使炉衬各部位获得更多的溅渣量，氧枪高度与熔池直径比应为０．６０～０．７０、留渣量应尽量多。另外，对于耳轴上部，氮气滞止压力应大于１．１ＭＰａ；对于耳轴下部，氮气滞止压力应为０．８５～０．９５ＭＰａ。

攀钢转炉溅渣护炉的实践与分析

介绍了攀钢在半钢炼钢工艺条件下进行的溅渣护炉实践和所取得的成效 ,对溅渣护炉存在的问题进行了分析。

半钢炼钢条件下的溅渣护炉技术

介绍了攀钢 12 0t转炉溅渣护炉研究中所进行的钒钛钢渣性质、钒钛钢渣成分选择、造渣工艺优化、降低终渣TFe含量。

转炉溅渣护炉技术的现状及其在我国的应用前景

美国ＬＴＶ钢公司开发的转炉溅渣护炉技术在应用中取得了良好效果。该公司印第安纳哈伯厂１９９４年转炉炉龄创造了１５６５８次的世界纪录，喷补料消耗０．３７ｋｇ／ｔ，作业率９７％。溅渣护炉技术的应用对提高我国转炉炉龄具有重要意义。

溅渣护炉提高炼镍转炉寿命的研究与工业实践

基于金川炼镍生产工艺及炉型特点,开发了卧式侧吹转炉溅渣护炉技术。溅渣模式为一个转炉化渣、另一个转炉溅渣,溅渣气源为空气,调渣剂选用轻烧镁球。工业实践表明,溅渣期间,风眼砖损耗速率降低一半,镍转炉大修炉龄由360炉提高至595炉。溅渣前后炉渣分析表明,溅后渣MgO和Fe2O3含量显著增加,渣中镁铁橄榄石和磁铁矿比例增加,炉渣熔化温度及粘度大幅上升,镍转炉合理溅渣渣系为44%FeO-24%Fe2O3-25%SiO2-7%MgO。溅渣后砖衬表面形成的溅渣层由挂渣层和反应层组成,其中挂渣层包括镁铁橄榄石和磁铁矿,反应层为镁铁固溶体和镁铬铝铁尖晶石。

转炉溅渣护炉技术研究

在承德钢铁股份有限公司２０ｔ转炉半钢炼钢、全连铸、出钢温度１７１０～１７３０℃和终渣中ＴＦｅ为２０％～３３％条件下，采用溅渣护炉技术（包括吹炼过程加白云石造渣、对终渣成分进行改质和降温、确定合理的氮气喷吹参数等）使炉龄提高１．８倍，降低成本１０．３元／ｔ钢。

溅渣护炉小型热模拟试验研究

为了深入研究溅渣护炉的基本原理，在试验室进行了溅渣护炉小型热模拟试验。发现在溅渣前后渣的矿相结构发生了变化等现象。并根据试验结果讨论了操作工艺对溅渣高度与厚度的影响及溅渣层与炉衬的结合机理。

100t转炉溅渣护炉工艺研究

为某厂100t顶吹转炉溅渣护炉提供最佳工艺参数，按照转炉相应比例设计水力模型并试验研究。根据试验结果，优化溅渣护炉工艺参数，相应调整溅渣氮气压力和枪位，提高了溅渣效果，溅渣后炉渣均匀涂覆到炉衬上，溅渣时间缩短到2．5～3min，进一步提高了转炉炉龄，实现24025炉的新记录。