侧吹炉内气流穿透和搅动行为实验研究

冶金炉冶炼过程伴随高温复杂多相化学反应,直接开展试验困难且成本高,众多学者采用水模型实验和数值模拟方法开展研究。侧吹气流穿透距离和搅动情况是侧吹炉体和喷枪设计中的关键数据指标,影响侧吹炉宽度设计和喷枪结构设计。本文采用水力模型实验研究喷枪浸入深度、喷枪高度、熔池液面高度、喷枪孔径和气体流量等因素对侧吹气流穿透距离和熔池搅动情况的影响。结果表明:熔池液面高度、喷枪高度和喷枪浸入深度对气流穿透距离没有影响或影响不明显;侧吹气流穿透距离主要与气流出口速度有关,穿透距离随气体流量增加而变长,随喷枪孔径减小而变长;气体流量对炉内熔池流动和搅动情况影响较大,合理的喷枪结构及排布设计和气体流量选择,有利于侧吹炉内形成充分的流动场和搅拌动力场。