钢包底吹氩均混时间及临界流量水模型实验

针对钢包底吹氩工艺,通过改变透气砖数量、单透气砖吹气位置、双透气砖夹角、喷吹气体流量、渣厚等参数,对钢包的均混时间进行了水模型实验研究.提出临界流量的概念,发现吹气量超过临界流量后均混时间明显减小.结果表明:单透气砖喷吹时,相同吹气量下偏心喷吹时的均混时间比中心喷吹时短,临界流量小;双透气砖喷吹时,透气砖夹角越大,均混时间越短,临界流量越小.

双搅拌高效澄清萃取槽混合室均混时间的数值模拟

利用CFD软件FLUENT 12.0,采用Realizable k-ε湍流模型、Eulerian多相流模型及Morsi-Alexander相间曳力系数模型,使用滑移网格法处理桨叶的旋转区域,对新型萃取槽混合室内的液-液体系的均混时间以及搅拌功率进行数值模拟.结果表明:随着搅拌转速的增大,搅拌桨消耗的功率增加,水油两相的均混时间减小.搅拌桨转速达到400 r/min后,增大转速则搅拌功率继续增大,但对液-液两相均匀混合时间的影响不大.

CAS-OB喷粉精炼熔池内均混时间的水模研究

采用水模实验研究了CAS-OB喷粉精炼工艺均混时间的变化情况.通过对各种条件下均混时间的测定,得到喷吹位置、浸渍罩的插入深度、顶渣对均混时间的影响.结论为:在一定的插入深度下偏心喷吹搅拌效果最好;浸滞罩插入深度的增加,均混时间增加;渣的厚度和粘度越小,均混时间越短.

超声波钢包精炼均混时间研究

研究应用超声波辅助传统钢包精炼工艺中的底吹气来搅拌钢液,探讨超声波应用于钢包精炼改善动力学条件并提高精炼效果的可行性。设计频率为20 k Hz、功率2 000 W可调超声波发生器,以某钢厂180 t钢包为原型,进行超声波改善钢包水模搅拌效果的水力学模型实验。结果表明,在吹气量恒定条件下,随超声波功率800 W到2 000 W变化过程,均混时间随超声波功率增大而缩短,在1 800 W左右达到最低值,1 800 W后均混时间开始增加;随气体流量的增加,均混时间缩短;单独超声波最短均混时间为35s;由于超声与底吹气体的相互干扰作用,单独超声作用效果优于与底吹气联合作用。

300t铁水包双枪喷吹脱硫均混时间的水模型研究

通过1:3.5水模型研究了宝钢300 t铁水包双枪喷吹脱硫时,喷枪插入深度、气体流量、喷吹位置对均混时间的影响。结果表明,偏心喷吹的搅拌效果优于中心喷吹;喷枪插入越深,均混时间越小,但对底部耐火材料冲击加大;气体流量增加,铁水包内回流区增加,均混时间减小;喷枪弯曲时均混时间比同一工况直喷枪喷吹减少10%～30%。

鱼雷罐喷粉预处理传输动力学物理模拟(Ⅰ):均混时间和粉剂穿透比研究

溶池均混时间和粉剂穿透比是鱼雷罐喷粉预处理研究中基本的传输动力学参数 通过水模实验 ,测定了不同熔池深度、不同喷枪插入深度和角度以及不同喷枪平面位置条件下吹气对熔池搅拌的影响 实验研究和分析了影响粉剂穿透比的因素 。

气泡微细化实验中均混时间的研究

在水模型实验的指导下,依照佐野先生提出的高效的镁精炼铁水计划进行实验。本文采用电导率法测定溶池的均混时间,考察喷镁脱硫钢包内钢液的一些主要工艺和结构参数对均混时间的影响,通过比较均混时间来衡量气泡的微细化程度;通过水模型实验,讨论钢包喷吹镁粉脱硫精炼过程中,不同的搅拌桨结构、搅拌模式、搅拌速度、气体流量、搅拌桨的潜入深度和喷嘴结构等一系列因素对均混时间的影响,分别做了单机械搅拌,单吹气搅拌和机械搅拌加上吹气搅拌的铁水包水模型实验。对实验结果进行对比分析,把上述不同参数条件下的均混时间列出表格,绘出曲线,进行了以铁水包脱硫效率为最终考察目标的铁水包单吹镁脱硫的工艺优化研究,得到最佳的优化参数,并把这些参数运用到实验中,来研究讨论气泡微细化的程度,指导本水模型实验。通过水模型实验,最终确定130t钢包的最佳工艺优化参数。

高效铜侧吹熔炼反应器内均混时间的物理模拟

采用相似原理指导下的物理模拟试验,通过实时测定溶液电导率研究高效铜侧吹熔炼反应器内均混时间。结果表明,在喷嘴排布紧凑的1#排布下,熔池内流体的混合时间相对较短;随着喷嘴直径的增加,气体流速减小,均混时间变长;随着气体流量的增大,均混时间不断减小,但减小的幅度变小。

ANS－OB钢液处理装置均匀混合时间的研究

ＡＮＳ－ＯＢ同ＣＡＳ－ＯＢ一样，是能保证钢液满足浇注要求的有效的钢液处理技术之一。作者以它为对象，应用相似模拟方法对该装置内钢液的均匀混合时间及流场特点进行了较系统的研究。通过研究，检验了现行的工业ＡＮＳ－ＯＢ装置设计与操作的合理性，并提出了改善该工艺搅拌效果、缩短其处理时间的有效措施。研究表明，ＡＮＳ－ＯＢ最佳操作模式为：用大高宽比钢包，进行偏心底吹和偏罩操作。

浇注搅拌机内部流体均混时间模拟研究

以目前工业生产中的搅拌机为原型,利用计算流体力学(CFD)方法,采用标准的k-ε湍流模型、Eulerian多相流模型,同时使用滑移网格法处理桨叶的旋转区域,模拟研究搅拌机内三种不同的搅拌桨搅拌效果。结果表明,搅拌桨3的搅拌使得搅拌机内部压力分布、速度分布及组分浓度分布波动明显。搅拌桨3的搅拌能快速实现气液混合,但流动的可控性较差。搅拌桨2的搅拌能在20 s内实现均匀混合,搅拌桨2的搅拌效果相对较好。

侧底复吹RH真空精炼中均混特性的物理模型研究

基于相似原理,建立了几何相似比为1:5的水模型,对RH精炼过程钢液循环流动行为进行研究。考察了提升气体流量、真空度、不同吹气方式以及不同形状的浸渍管对混匀时间的影响规律。结果表明:均混时间随吹气量增大先减小后增大,随真空度增大而减小。在相同吹气流量下,单独采用侧底复吹方式或单独采用椭圆形浸渍管,均混时间减小。

RH-PTB循环流量和混合特性的水模型研究

为深入了解RH-PTB真空精炼过程的循环流量及混合特性,建立了与RH装置原型的比例为1∶5.5的水模型,考察了不同工艺参数对RH-PTB循环流量及均混时间的影响.结果表明,随着气泡行程的增大、真空室内液面高度的增大及钢水处理量的减小,循环流量增大,均混时间缩短.因此在实际生产中,当钢水处理量过大时应采取措施增大循环流量.对实验数据进行回归处理得到了循环流量、均混时间的表达式.

RH上升管喷嘴数量及其布置对流动、混合与传质的影响

通过物理模拟测定了RH精炼过程的循环流量、钢包的均混时间、真空室内物料的平均停留时间及容量传质系数,重点分析了RH上升管内的提升气体用喷嘴个数及其布置对上述4个方面特性的影响.结果表明,提升气体用喷嘴个数及其布置对RH内钢水流动有很大的影响,循环流量随喷嘴个数和气泡行程的增加而增大,但均混时间、平均停留时随喷嘴个数和气泡行程的增加而减小.

功率超声作用下钢包内流场特性的模拟

以120 t钢包为研究对象,对功率超声作用下钢包内的流场进行数值模拟,研究了功率超声对流场特性的影响结果表明:功率超声能够显著增加钢包内钢液的速度,作用范围主要集中于探头周围区域与传统吹氩搅拌相比,功率超声作用可大幅度缩短均混时间同时,在功率超声一个周期τ(417×10^(-5) s)的不同阶段,功率超声强度和钢液流速均呈现周期性变化,τ阶段作用范围最大当超声波的功率为800 W时,平均速度与峰值速度最大值分别为249×10^(-5 )m/s和240×10^(-3) m/s,显著作用区域为钢液总体积的1/10,均混时间由底吹氩200 L/min流量条件(标准态)下的108 s降低至65 s当功率为800~2000 W时,超声波对流场的影响主要体现在流速及均混时间方面,随着超声波功率的增加,流场流速增加,均混时间缩短2000 W功率条件下的平均速度与峰值速度分别为277×10^(-5) m/s和160×10^(-3) m/s,均混时间为32 s。

CAS喷粉精炼熔池混合行为的水模型试验

通过1:4水模型装置模拟150 t CAS钢包精炼过程熔池内流场特征和渣面裸露情况,以确定最佳的喷吹位置和研究喷吹参数对熔池均混时间的影响。结果表明,喷吹气量和底吹流量越大,喷枪插入越深,浸渍罩插入越浅,则均混时间越短;底吹位置离钢包中心越近,均混效果越差。分析得出,150 t CAS钢包增加喷粉后,最佳底吹位置为离钢包中心0.35R(R为钢包下口半径)处。

RH-PTB真空精炼装置内粉剂混合特性的水模型研究

根据相似理论,用1∶9水模型钢包(直径0.43m,水面高度0.45m)模拟RH-PTB真空精炼水冷顶枪喷粉技术,研究顶枪气量、上升管提升气量、顶枪枪位高度对粉剂混均时间的影响。结果表明,随顶枪气量增加,粉剂在液体中均混时间增加,并具有最大值;随提升气量增加,均混时间迅速减少,但当提升气量≥15L/min时,均混时间不再继续减少;顶枪枪位对均混时间有一定影响,实际操作中,应根据具体情况,调整顶枪枪位,以减少粉剂均混时间。

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。

RH喷吹参数对循环流量和均混时间影响的物理模拟

以某厂300tRH真空精炼装置为研究原型,建立1∶6.5的水力模型对RH喷吹精炼工艺进行物理模拟。研究了喷吹位置、喷吹气量及驱动气体流量对循环流量和均混时间的影响。结果表明:不同喷吹气量、驱动气体流量条件下,获得大循环流量和短均混时间的最优喷吹位置不同。较小的喷吹气量(2.98~3.53m3/h)或者较小的驱动气体流量(0.93~1.02m3/h)时,宜采用低顶枪枪位(153.8mm)喷吹;喷吹气量大于3.91m3/h或者驱动气体流量大于1.12m3/h时,宜采用真空槽底部喷吹角度120°的侧喷嘴喷吹。顶枪与侧喷嘴复合喷吹有利于提高RH喷吹工艺的适应性及循环效率。

邯钢250吨转炉吹炼参数对钢水均混时间影响的研究

以邯钢250吨转炉为研究对象,利用相似原理,采用1∶9比例因子建立水模型,考虑枪位、顶吹流量和底吹强度等因素的变化对均混时间的影响,采用正交方法进行优化试验。实验结果表明:(1)底吹供气强度、顶枪枪位对均混时间影响较大,顶吹流量对均混时间影响较小;底吹供气强度对促进熔池的均混,加速熔池碳氧反应影响较大;(2)顶枪流量低时,应采用较高的底吹供气强度(0.08~0.1 Nm^3/t·min);顶吹流量高时,底吹供气强度0.06~0.1 Nm^3/t·min较为合理;(3)降低枪位能有效的降低熔池均混时间,在实际炼钢生产中由于冶炼工艺的需求及喷头寿命的限制,枪位不能过低,所以如果想保证较短的均混时间应保证底吹供气强度(0.08~1 Nm^3/t·min)。

钢包精炼底吹喷嘴分布对搅拌效率的影响

以某钢厂150 t钢包为原型,进行底部气体喷吹搅拌效率的水模实验。分别考察了喷嘴数量、供气量、喷吹模式及双喷嘴供气量比例对均混时间的影响。实验结果表明:喷嘴数量为2个时,喷吹范围大且气流互相影响最小;考虑到能源利用率,实验供气量大于0.27 m^(3)/h时,均混时间变化趋于平缓;喷吹均混时间与双喷嘴间距呈负相关关系;双喷嘴供气量比例为5∶5时,喷吹气流流场稳定,搅拌效果好,均混时间短。综上可得,双喷嘴模式为0.33 D 180°,供气量为0.27 m^(3)/h,双喷嘴供气量比例为5∶5时,喷吹方案最优,均混时间为57.7 s。