50t转炉四孔变角氧枪射流融合距离的数值模拟

采用Fluent软件模拟了50t转炉四孔变角和非变角氧枪气体射流，研究了喷孔倾角对氧气射流流场和流股融合距离的影响。结果表明，在距喷头出口距离较近时，各流股独立为自由射流，随着距喷头出口距离的增加，各流股不断扩张，并在一定距离时融合成单股射流；非变角喷头A的流股融合距离为1．3m，与冷态水模实验得出枪位1．3m时炉口溅出量最大是一致的；变角氧枪B至I的对角喷孔倾角不同，射流流股融合了两次，大大降低了炉口溅出量；变角氧枪对角喷孔倾角相差0．5°较对角喷孔倾角相差1°时更有利于射流融合距离的增加；在研究喷孔倾角10．5°～11．5°／12．5°的9个喷头中，倾角11°／11．5°的喷头H射流融合距离最长，其理论炉口喷溅量最少。

变角氧枪气体射流数值模拟

采用CFD流体模拟软件Fluent6.3,基于压力的分离隐式求解器,运用k-ε双方程模拟了四孔变角氧枪气体射流流场,分析了不同喷孔倾角下气体射流速度和动压分布规律,并确定了适宜的氧枪操作参数。结果表明,与喷孔倾角均为10.5°的喷头A射流相比,喷孔倾角变化1°或0.5°情况下,气体射流流场基本相似;在射流方向上,射流速度分布和动压分布规律基本一致,喷头A的枪位控制在1～1.6 m较为适宜;喷孔倾角变化1°时,喷头B、C、D和E的枪位分别控制在1～1.6 m、1～1.7 m、1～1.8 m和1～1.9 m较为适宜;喷孔倾角变化0.5°时,喷头F、G、H和I的枪位分别控制在1～1.55 m、1～1.6 m、1～1.65 m和1～1.75 m时更适于吹炼操作。

变角氧枪对熔池弱搅拌区影响的数值模拟研究

针对唐钢50 t转炉冶炼条件,采用Fluent软件对氧气射流—钢液两相间相互作用进行了数值模拟研究,分析了变角氧枪作用下熔池内钢液流场、枪位及喷孔倾角对弱搅拌区比率的影响规律,为变角氧枪结构优化提供了理论依据。结果表明:与非变角氧枪相比,变角氧枪作用下钢液流场更均匀;熔池底部存在弱搅拌区,随着枪位的提升,熔池弱搅拌区比率有所增加;除喷头F外,研究的变角氧枪作用下熔池的弱搅拌区比率普遍低于非变角氧枪;在同一枪位下,与对角喷孔倾角相差0.5°相比,对角喷孔倾角相差1°时,熔池内弱搅拌区比率更低;在研究的9个喷头中,喷头D(11°/12°)作用下熔池内弱搅拌区比率最小。