钢包中心透气砖吹氩时最佳吹气量研究

本文对钢包中心透气砖吹氩时最佳吹气量进行了研究。中心底吹氩气吹气量与中心线速度的三次幂成正比,与两相区圆锥角,钢液深度等因素有关。本文推导的公式与实验基本吻合。

150t复吹转炉熔池传质及合适的底吹气量

通过水模型实验研究了复吹转炉中顶吹、底吹及熔池产生的CO气流对熔池的搅拌作用。按正交实验设计法,由实验得出吹炼中期和后期影响熔池内传质的主要因素及合适的顶吹和底吹气量。在高速脱碳期,顶吹和底吹气流的搅拌作用与CO气流的相比可忽略不计;在脱碳后期,底吹气流对熔池的搅拌起主要作用。在吹炼后期,底吹气量为5Nm^3/h时可达到最佳的搅拌效果。根据水模型实验结果,回归整理出混匀时间和容量传质系数的准数方程。

不同侧吹参数下RH内气液两相循环流动模拟研究

通过建立包括真空室、浸渍管、钢包的180 t RH气液流动三维物理数学模型,采用VOF两相流模型和应用FLUENT软件进行数值模拟研究了侧吹氩气喷孔布置方式及吹气量对RH内气液两相循环流动的影响。分析了喷气孔单层布置和双层交错布置对喷气流量和上下层间距对上升管出口截面含气率、上升管和下降管出口速度以及循环流量的影响。结果表明,氩气在上升管内贴壁上升,并携带钢液向上运动,沿着运动方向管内截面含气率逐渐增加,在出口截面处含气率达到最大;上升管出口截面含气率越小,上升管出口和下降管出口截面中心速度越大,循环流量越大,均混时间越短;喷气管双层布置、减小间距、增大吹气量,有利于循环流量的提高和均混时间的缩短。

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。

50t钢包吹氩行为的物理模拟与优化

以50t钢包为原型，采用水模拟的方法研究吹气位置、吹气量对钢水混匀时间和卷渣情况的影响，从而得出最佳工艺参数：喷嘴布置方式为180°对称分布，喷嘴与中心间距为0．5～0．66R之间，吹气量控制在150～200L／min。

120t钢包底吹氩工艺优化水模型研究

以钢厂120 t钢包为研究对象,对相似原理为基础,建立几何比例1:3的水模型,通过测定单、双透气砖最低吹氩条件(透气砖位置,吹气量0.4~2.0 m^3/h等)对混匀时间的影响,确定钢包的底吹工艺。实验结果表明,单孔布置时,透气砖距离钢包0.63R(R为钢包底半径)时混匀时间最短;双孔布置时,增大两透气砖之间的距离有利于缩短混匀时间,双孔180°夹角0.6R布置方式效果最好,混匀时间最短;在等气量下,双透气砖效果明显优于单透气砖。

底吹钢包内流动及混合的两相流数值模拟

应用欧拉-欧拉模型建立了钢包内钢液流动及混合过程的数学模型,考察了吹气量对中心底吹及偏心底吹钢包内流场及均混时间的影响。计算结果表明,钢包底部四周为流动缓慢区域;吹气量越大,一方面可以降低均混时间,另一方面会导致钢包自由液面的钢液流速增大,从而容易造成卷渣;从缩短混合时间,提高生产效率考虑,偏心底吹更为有利。

燃烧器吹扫过程理论分析及数值模拟

本文对燃烧器吹扫的原理和法规标准要求进行了简要介绍;通过数学建模和理论分析,推导出了理想状态下燃油燃气锅炉炉膛吹扫过程中燃气浓度变化规律;并对以天然气为燃料的燃烧器吹扫过程进行了数值模拟分析,揭示了吹扫过程中炉膛内燃气分布规律,对不同吹扫空气量下对应的吹扫时间关系进行了分析求解和规律总结。通过本文研究,将对工程实际应用提供一定的参考作用。

机械回转反吹袋式除尘器升级改造的研究与实践

针对机械回转反吹袋式除尘器在使用过程中普遍存在的喷吹清灰效果差、回转机构易出故障、滤袋更换困难及密封性较差等问题,在降低旋转臂转速以加大喷吹气量和喷吹时间保证喷吹清灰效果、改进回转机构使之能长期稳定运行、变换顶盖结构形式便于滤袋更换、调整滤袋固定方式增强密封性能等方面进行升级改造,保证了除尘系统风量、提高了除尘效率、降低了运行费用、减轻了劳动强度、满足了环保标准要求。

RH熔池内弱搅拌区特性的模拟研究

以某钢铁厂170 tRH精炼装置为原型,运用数值模拟的方法对其在不同吹气量、浸渍管内径、插入深度和真空度下的流场进行了模拟,并对熔池内弱搅拌区的分布和变化进行了分析。研究表明:大包熔池上部存在3个弱搅拌区。随着吹气量的增大,1区、3区区域迅速减小;2区先增大后减小,在100 m3/h时达到最大。增大浸渍管内径,1区、2区、3区区域减小,2区在两浸渍管中下方出现了一狭长的弱搅拌区。增大浸渍管插入深度,3个弱搅拌区增大,熔池液面处速度降低,趋于平稳。增大真空度,3个弱搅拌区略有减小。在降低弱搅拌区的几个因素中,吹气量影响最大,浸渍管内径次之,真空度最小。

单嘴精炼装置真空室内卷渣水模型研究

本文针对长城特殊钢厂单嘴精炼装置进行了真空室内加渣精炼的卷渣水模型研究。在试验的基础上，首先讨论了真空室内卷渣现象的工艺过程，然后进一步得出了临界吹气量的表达式。研究结果为工业性生产进一步提高钢的质量打下了基础。

RH喷粉脱硫工艺物理模拟研究

基于相似原理建立了比例为1∶2.8 RH喷粉脱硫物理模型,通过物理模拟的方法,用液态油代替脱硫剂,用水代替钢液,模拟脱硫剂在钢液内的运动,研究了驱动气体流量对钢液循环流量的影响和脱硫剂在钢液中的运动规律。在工业生产中根据实验分析结论进行了试验,得到了现场最佳脱硫效果的驱动气体流量。

150t RH精炼过程中环流量的水模拟研究

在几何相似比为1：4的水模型上研究了150t RH精炼装置内钢液的流态特性进行分析,着重考察了浸渍管内径、气泡行程、浸渍管插入深度、吹气量和吹气孔个数及分布对环流量的影响.研究表明,RH环流量随浸渍管内径增大而增大.延长气泡行程有利于发挥驱动作用,也有利于脱碳,但有极限值.150t RH精炼装置的合理插入深度应该控制在480 ～ 660mm.吹气量对环流量的影响比较大,存在饱和值,合理增加吹气孔数量和分布可以得到较大的环流量.

180t RH搅拌功率的水模实验研究

搅拌功率是评估RH精炼炉技术优劣的一个重要指标,在提高渣-金反应速率以及去除夹杂物等方面有重大意义。以某钢厂180 t RH真空精炼炉为原型,在实验室以1:4比例建立水力学模型,探究RH真空精炼过程中不同浸入管浸入深度、真空室液面高度、吹气量对RH搅拌功率的影响。实验结果表明:搅拌功率与浸入深度呈线性关系:y=3.6817x-212.504;搅拌功率与真空室液面高度呈线性关系:y=26.256x-470.432;搅拌功率与吹气量呈线性关系:y=279.20565x-187.5418。

250t钢包底吹氩卷渣和钢液裸露的模拟

针对某钢厂250 t钢包底吹氩气过程进行水模型实验和数值模拟,考察了吹气量和渣层厚度对卷渣行为和吹气量、渣层厚度及透气砖透气性能对钢液裸露面的影响,分析了卷渣形成机理.结果表明,吹气量对卷渣形成具有决定性作用,吹气量控制在0.96 m3/h(对应实际流量69 m3/h)以下可避免卷渣;随着吹气量的增加,钢液裸露面积逐渐增大,当吹气量达到0.70 m3/h时,钢液裸露面积百分比约达14%,继续增大吹气量,其增加幅度变缓;随着渣层厚度的增加,临界卷渣吹气量和钢液裸露面积逐渐减小,以37 mm(对应实际渣厚150 mm)厚渣层覆盖,可有效防止钢液二次氧化;透气砖堵塞对钢液裸露面积影响较大,顶部钢液形成两不同大小的裸露亮圈,并加重对包壁耐材的冲刷与侵蚀,降低钢的洁净度.工艺优化后,钢包水口结瘤率降低至0.1%以下,且可降低生产成本.

影响Cr12N高氮钢中氮含量的因素研究

利用真空反应釜冶炼Cr12N高氮钢,在冶炼过程中通过改变冶炼温度、压力、底吹时间、底吹气量等条件,研究Cr12N高氮钢中氮含量。试验结果表明:当温度从1 560℃上升到1 620℃时,Cr12N高氮钢中N含量从0.37%迅速下降至0.34%;压力从1.1 MPa升至1.6 MPa时,钢水中的N含量从0.31%增加到0.39%,涨幅达25.8%。由于压力较高,钢液中的N含量与氮分压之间呈非线性关系,与Sievert定律存在一定的偏离;底吹时间在5～15 min范围内时,Cr12N高氮钢中N含量随着底吹时间的增加而增加,当底吹时间大于15 min时,Cr12N高氮钢中N含量趋于饱和;底吹流量在0.16～0.18 m3/h范围内,随着底吹流量的增加,Cr12N高氮钢中N含量呈显著上升的趋势,当底吹量达到0.18 m3/h时钢中N含量达到最大值,此后随底吹量的增大,钢中N含量开始降低。