RH-MFB真空精炼过程中循环流量的物理模拟研究

在120tRH MFB多功能真空精炼装置1∶5 45比例的水模型上,采用毕托管测定下降管内钢水流速,从而测定循环流量的方法,研究了真空循环精炼过程中钢液的环流特性.考察了该冶金反应器主要结构参数和工艺操作因素,包括插入管内径、驱动气体流量、驱动气体用喷嘴个数及其布置、驱动气体引入位置(气泡行程)、插入管浸入深度、钢水处理容量等对循环流量的影响关系.结果表明,循环流量随插入管内径、驱动气体流量、驱动气体用喷嘴个数、气泡行程、插入管浸入深度的增加而加大.

镁尖晶石砖在RH真空处理的应用及对钢水增铬的影响

针对武汉钢铁有限公司炼钢厂RH真空处理装置使用镁铬砖存在的铬污染及钢水增铬问题,以大结晶电熔镁砂、铝镁尖晶石、金属铝粉和硅粉为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制备了RH真空用镁尖晶石砖,在该炼钢厂进行了工业应用试验,三炼钢分厂RH真空插入管平均使用寿命130次,底部槽平均使用寿命384次,使用寿命与镁铬砖相当。四炼钢分厂RH真空插入管平均使用寿命97.17次;底部槽平均使用寿命194.28次;冶炼电工钢条件下寿命有所降低。镁尖晶石砖与镁铬砖相比增Cr质量分数平均降幅64.49%,利于降低钢水中的Cr含量。

RH-MFB 精炼过程中钢水温度预测模型

建立了 RH-MFB 精炼过程中钢水温度的数学模型,通过 Delphi 程序计算了精炼过程中钢水的温度．结果表明,RH-MFB 精炼开始阶段,钢水温度急剧下降,前10min 降温速率约为 3℃·min^(-1),加 Al 吹氧、加合金和真空室内壁初始温度对钢水温度影响较大．采用该模型预测了精炼结束时刻的钢水温度,与生产中钢水温度平均误差在±5℃以内的占80％．

RH真空精炼装置内钢液流动行为的数值模拟

考虑ＲＨ真空槽与钢包的整体性，从ＲＨ上升管吹Ａｒ这一基本现象着手，建立了描述ＲＨ装置内钢液流动行为的三维数学模型，考察吹 Ａｒ量和浸渍管参数对 ＲＨ装置内钢液流动和循环流量的影响．

RH-MFB精炼过程脱碳数学模型及工艺研究

为研究RH-MFB精炼工艺对脱碳过程的影响,将脱碳机理确定为钢液本体脱碳与CO克服静压力上浮、氩气泡表面脱碳和飞溅液滴脱碳,根据脱碳反应动力学和质量守恒原理建立了RH-MFB脱碳数学模型。计算结果表明:降低初始碳含量、增大初始氧含量可使脱碳终点碳含量降低;提高压降速率和吹氩流量、增大浸渍管内径使得脱碳速率增大;在固定氧气流量下,随着吹氧时间的延长,脱碳终点碳含量降低,但脱碳终点氧含量升高。

RH真空脱碳精炼过程的模拟研究

在研究ＲＨ精炼装置内钢液湍流场的基础上，结合ＲＨ内钢液的脱碳机理，建立了描述ＲＨ装置内钢液流动与脱碳过程的耦合数学模型，利用现场数据验证所建立的模型，在此基础上，用此模型来考察操作参数对ＲＨ真空脱碳过程的影响，为工艺优化提供依据和指导．

RH真空精炼过程循环流量与混合特性的物理模拟

以某钢厂180 t的RH真空精炼装置为研究原型,依据相似准则建立物理模拟试验装置,进行2因素(喷吹角度和供气流量)作用下3水平的水模型正交试验研究,深入揭示RH真空精炼过程中循环流动状态变化规律,并为其工艺和操作参数的确定提供技术依据.结果表明:供气流量及喷吹角度均会影响精炼效率,供气流量影响更显著;存在最优的吹氩方案,即流量为2.0 m3/h,喷吹角度为45°时,混匀时间最短;在不同供气流量下,循环流量增加幅度随喷吹角度的增大而逐渐减小,最佳喷吹角度在25°～35°之间.

侧底复吹RH真空精炼脱碳过程研究

基于RH内流场,结合冶金反应热力学及动力学,通过建立数学模型研究了侧底复吹RH真空脱碳过程.数值结果表明计算结果与试验结果符合良好.在总吹气量相同条件下,侧底复吹RH前20 min的脱碳速率高于传统RH的脱碳速率.对于传统RH脱碳,前3 s以熔池内CO本体脱碳为主,3~1 000 s以氩气泡表面脱碳为主;对于侧底复吹RH脱碳,前1 000s以氩气泡表面脱碳为主,并且氩气泡表面脱碳速率约为熔池内CO本体脱碳速率的两倍;提高RH处理后期的脱碳速率可提高超低碳钢生产效率.

RH真空精炼循环流动流场结构的数值模拟

为研究RH真空脱气过程中的流动行为,基于欧拉-欧拉两流体模型,建立了描述气泡驱动下的RH循环气-液两相流动的数学模型.采用计算流体力学(CFD)商业软件FLUENT6.0,应用所建理论模型对真空室和钢包内的流动进行了数值模拟,得到真空室内及钢包内的流动规律与实验结果基本一致.对流场结构的分析发现其中存在内部相对独立的回旋流动区域,会降低整体循环效率.RH设备的几何结构参数和充气参数的优化与匹配设计是未来改善循环流动结构、提高循环效率的关键.

RH真空精炼过程的动态模拟

建立了描述RH真空精炼装置内钢液动态脱碳 (脱气 )模型 .对RH真空精炼时的脱碳、脱氧、脱氮和脱氢过程进行了动态模拟研究 ,考察了浸渍管直径、循环流量、吹氩量、氧含量和真空度对脱碳和脱气过程的影响。动态脱碳 (脱气 )模型考虑了反应机理 ,认为脱碳是通过上升管中Ar气泡表面、真空室中钢液的自由表面和真空室钢液内部脱碳反应生成的CO气泡表面进行的 ,并且考虑了精炼处理时的抽真空制度 .该模型能全面描述RH精炼过程中不同时刻钢液中碳、氧、氮和氢的含量 ,能较好预测实际过程 ,可用于RH真空精炼过程的优化和新工艺开发 .

RH真空精炼吹氩参数对循环流动影响的数值分析

为研究RH真空脱气过程中的流动行为,建立了描述气泡驱动下的RH循环气-液两相流动的数学模型。基于欧拉-欧拉两流体模型,利用计算流体力学(CFD)商业软件FLUENT6.0,对不同充气量条件下的循环流量进行了预测。计算结果与实验数据的比较表明两者具有较好的一致性。应用该模型对充气压强与循环流量、充气量与上升管内气相及液相速度分布关系进行了数值模拟,用以理解其中的流动规律,为工程技术改进提供参考。

RH真空精炼吹氩喷嘴结构参数对循环流量影响的数值模拟

循环流量是判断RH真空脱气装置精炼效率的重要指标之一。本文针对某钢厂180t RH真空精炼装置,基于计算流体动力学(CFD)方法,建立了RH真空精炼过程中气泡驱动的气-液两相流动理论模型,并利用CFD商业软件FLUENT进行数值模拟,探讨了相同真空度下吹氩喷嘴分布形式、喷嘴排间距等参数对循环流量的影响。结果表明:相同真空度和吹氩流量条件下,相比于单排圆周均布形式,喷嘴双排圆周交错分布时的循环流量更大、精炼效率更高,并存在最优的排间距,可作为RH真空精炼操作参数优化及工程结构改进的参考。

145t RH真空精炼装置内钢液循环流动特性的水模型研究

基于相似原理,建立几何相似比1:7水模型研究了145 t RH真空精炼装置内钢液循环流动行为,研究了提升气量(60~140 m^3/h)、浸渍管浸渍深度(400~600 mm)、真空室液面高度(426~526 mm)对钢水循环流量和混匀时间的影响。结果表明,循环流量随提升气量增加而增大且呈近似线性关系,混匀时间随提升气量增加而呈非线性减小;500 mm的浸渍管浸渍深度和526 mm的真空室液面高度下均出现较理想的循环流量;130 m^3/h提升气量、600 mm浸渍管浸渍深度和526 mm真空室液面高度可获得最佳循环流动特性。

提高RH真空处理的精炼效率

在８０ｔ的ＲＨ装置上采用增大上升管氩气流量（４００Ｌ／ｍｉｎ→６６０Ｌ／ｍｉｎ）的方法进行真空精炼工艺试验。结果表明：［Ｃ］达到２０ｐｐｍ的脱碳时间缩短３ｍｉｎ；［Ｈ］降至１ｐｐｍ；添加５ｋｇ／ｔ熔剂，脱硫效率为６０％。用环流模型分析了钢水循环流量的变化。增大插入管内径和氩气流量都能明显改善钢水环流，但氩气流量接近１０００Ｌ／ｍｉｎ时，环流趋于饱和；进一步提高循环流量需要扩大插入管内径。为稳定操作并考虑耐火材料有效厚度，插入管内径选择０．３５ｍ，６６０Ｌ／ｍｉｎ的氩气流量可获得４０ｔ／ｍｉｎ钢水循环流量，比设计指标提高３３％。

RH真空精炼过程中钢液循环流动的数学模型

在能量守恒的基础上 ,通过建立RH真空精炼过程中钢液循环流动的全过程湍流流动数学模型 ,给出钢液在真空精炼过程中的循环流动形态 。

RH真空精炼炉脱气工艺分析

结合生产实际数据,分析了RH真空脱气工艺过程。如要求[H]≤1.8×10-6,需真空处理9min;当要求[H]≤1.5×10-6时,冬、春季节RH处理时间为≥11min,夏季则为≥12min,秋季应为≥13min;RH脱氮率约为23%,且在脱气超过8min时RH脱氮出现拐点,延长真空处理时间对脱氮影响不大。

250t RH真空精炼炉浸渍管的改进

RH真空精炼炉的主要功能是脱氧、脱碳、净化钢液,是提高钢材质量的基础条件。邯钢250 t RH真空精炼炉投产初期存在的主要问题是浸渍管寿命低(大约30炉),影响正常的生产,生产成本较高。经过反复分析,认为浸渍管的设计和砌筑存在缺陷,对浸渍管进行改进后,浸渍管的寿命达到90炉以上,保证了生产组织的顺行,为邯钢高级品种钢的上量打下了良好基础。

RH真空精炼装备的发展

介绍了RH真空精炼装备发展概况及在中国的现状。阐述了宝钢工程技术公司RH真空精炼工艺的发展进程。

RH精炼装置真空槽台车走行控制系统设计

分析真空槽台车的功能,以及真空槽台车移送走行控制、固定和松开控制方案,给出精炼装置控制系统总体结构、真空槽台车PLC控制以及上位机监控画面设计方案。

RH精炼真空罐的焊接制造

主要介绍了RH精炼真空罐的主要组成及作用,讲述了其具体的焊接制造方法、制作难点及相应解决方案。