超音速氧枪射流特性的数值模拟

利用GAMBIT建立了轴向计算长度2200mm和径向计算长度800mm的超音速氧枪的数学模型，并采用FLUENT软件对氧枪射流特性进行数值仿真研究。分析了单孔氧枪超音速射流特性，以及操作压力（0．6～1．0MPa）和环境温度（298～1873K）对流动特性的影响。结果表明，入口滞止压力在设计压力±25％内对射流轴向衰减及径向扩展影响不大，其与射流的超音速区长度呈二次曲线关系变化，随环境温度升高，射流轴向衰减变缓慢，核心区长度增加，超音速区长度和环境温度呈线性关系，环境温度对射流径向影响很小。

炉壁超音速氧枪在120t UHP-AC-EAF上的应用

新疆八一钢铁股份公司第三炼钢厂120t AC-EAF配置了一套炉壁侧吹超音速水冷氧枪,介绍了该枪使用的关键技术。

电弧炉超音速集束氧枪吹炼的钢水留碳操作实践

建立了70 t电弧炉冶炼中高碳钢的留碳操作的数学模型。按照出钢时钢水碳含量的要求,基于入炉废钢和铁水成分,控制超音速集束氧枪的吹炼参数,合理使用炉门自耗式碳氧枪和采用相应的炉渣碱度,以实现目标留碳操作。0.55%C钢的冶炼实践表明,当热装铁水30%时,电弧炉终点[C]为0.40%～0.65%的炉次≥85%,显著降低了冶炼成本。

收缩段型面对超音速氧气射流特性影响的数值模拟

超音速氧气射流特性是转炉炼钢的重要因素之一。收缩段型面对氧气射流特性有一定影响。本研究通过数值模拟的方法研究了不同收缩段型面对超音速氧气射流的影响。研究结果表明:收缩段曲线对射流核心段长度影响不大,主要影响射流的稳定情况及流场品质,进出口收缩比较小的喷管,射流也相对比较稳定。其中五次曲线设计得到的喷管射流核心区速度相对比较稳定,激波串现象不明显,射流速度衰减较为缓慢。射流的压力分布趋势与射流速度分布趋势一致。

电弧炉氧枪的研制与开发

我国现有电弧炉绝大多数是小吨位电弧炉。这与世界上工业先进国家电弧炉装备相比差距很大。早在70年代以来,许多国家就逐渐淘汰了30t以下的小电弧炉。如日本到1980年,共淘汰了281座,美国1980年以来不再建40t以下的电弧炉。

莱钢50t电炉炉壁碳—氧喷吹系统的研究与应用

莱钢特钢厂50t电炉采用超音速聚合炉壁碳—氧枪,具有助熔、脱碳、二次燃烧、喷粉等功能,喷吹系统采用自动控制方式。应用结果表明,电炉冶炼周期缩短13 5min,吨钢冶炼电耗降低38kW h,吨钢电极消耗降低0 85kg,实现了电炉全过程自动供氧。

天津钢管公司150t超高功率电弧炉炼钢工艺技术的进展

天津钢管公司 1 0年来通过炉料结构的改善、泡沫渣、供电和电极调节人工智能的应用 ,超音速氧枪和二次燃烧、炉顶喷吹等冶炼工艺技术的进展 ,使 1 5 0t超高功率电弧炉的冶炼时间≤ 65min,年钢产量超过 90万t,电耗 4 0 2kWh t,电极消耗 1 .4kg t,炉壳寿命 >5 0

120 t转炉高强度顶底复吹特性研究

建立了120 t转炉全尺寸几何模型,研究了高强度顶底复吹技术的氧气射流特性与熔池速度、湍动能变化。发现当供氧强度由33 000 m~3/h增加到36 000 m~3/h后,喷孔出口速度高达517 m/s,流股冲击能力增强,氧气和钢液直接接触面积增大,加快了界面间化学反应速率,熔池速度增大,高速区面积可达1.905 3 m~2,炉壁底部区域死区消失,促进了碳、磷等元素在钢-渣界面的传质,同时气-渣-钢三相作用区域炉衬侵蚀和冲刷进一步加剧。在此基础上,将高强度顶底复吹技术应用于120 t转炉生产过程,钢液w(P)=0.025 6%,基本保持不变;碳氧积为0.002 5,渣中w(TFe)=14.36%,吹炼时间为12.4 min,与原有工艺相比分别降低了10.7%、4.3%和1.3%,实现了转炉高效冶炼。

转炉顶吹气体射流的冲击特性

利用Fluent软件研究了转炉炼钢不同枪位条件下的顶吹气体射流特性,并与理论计算结果对比分析。发现单孔氧枪数值模拟的冲击深度小于理论计算值、冲击面积大于理论计算值,且随着枪位的提高,冲击深度差值变小,冲击面积差值变大。在此基础上,研究了100t转炉采用4孔超音速氧枪的射流冲击特性,发现当枪位为1.0m时,冲击深度为0.21m,冲击面积仅为1.328m2,与计算值相差较大;当枪位提高至1.5m时,冲击深度模拟结果为0.12m,计算值为0.83m,冲击面积模拟结果和计算值相差增大。

铁水热装电弧炉的运行优势

近年来,一些炼钢厂发现,采用铁水热装的电弧炉炼钢工艺,能够大幅度降低炼钢成本,给钢厂带来非常可观的经济效益。讨论了向电弧炉中浇注铁水的方法,介绍了对脱碳效率的评价,最后给出了铁水热装电弧炉的经济技术指标。