Study and Application of Bottom Blowing Technique of Combined Blowing Converter

The water modelling experiments of 300 t converter concerning combined blowing parameters, the number, and configuration of bottom nozzles are carried out. The results show that the arrangement of 16 bottom nozzles at 0. 40D and 0. 45D （hearth diameter） concentric circles is the reasonable solution. The combined blowing steel- making technique of 300 t converter has been developed through experiments and studies relating to optimizing the top-bottom combined blowing pattern, the number and configuration of the bottom nozzles, the type selection of bot- tom nozzle, and bottom nozzle maintenance techniques. The results show that the product of w[c] ＂ w[o] at endpoint is reduced from 0. 002 62 to 0. 002 43, average TFe content is decreased by %, phosphorus distribution is raised from 70.85 to 78.95, sulfur distribution is raised from 3.43 to 4.32 and manganese content is raised by 0.02%.

底吹搅拌技术在电弧炉中的应用与发展

发展电弧炉短流程炼钢是钢铁工业实现“双碳”目标的重要途径。近年来,现代电弧炉技术发展迅速,电弧炉底吹搅拌技术也在不断进步和推广,对电弧炉生产的高效化和节能化作出了重要贡献。针对电弧炉底吹搅拌技术的机理、工艺特点、系统组成、气体种类、底吹元件类型及工艺布置方式进行综述,并对底吹技术的应用情况进行总结分析。模拟计算得出,远离底吹装置的区域,钢液流速明显偏低。结合炉型特点布置底吹装置及优化底吹气量,可改善熔池动力学条件,促进钢液元素传质,实现降低能耗和原材料消耗、提高生产效率的效果。深度开展底吹技术研发,与吹炼、供电、喷粉等工艺技术耦合,并结合新炉型特点制定底吹工艺制度,实现智能化底吹是发展现代电弧炉短流程技术的重要方向。

120 t转炉热态渣循环利用工艺研究

唐山中厚板材有限公司为提高转炉热态渣的利用率,对转炉冶炼过程炉渣产生机理进行分析,探索热态渣循环利用的途径。试验全留渣双渣法,即第一炉按原单渣法冶炼出钢和不倒渣溅渣护炉,根据铁水硅含量将数据固化在模型中,保证终点二元碱度控制在3.5~3.8,第二炉加入废钢和铁水进行双渣冶炼,出钢后倒出40%~50%炉渣再溅渣护炉,完成一组正常的冶炼。同时,通过优化副枪自动炼钢模型、增强转炉底吹强度、改造双渣氧枪等措施,保证第一炉碱度控制在3.0以上,实现循环渣造渣方法的自动控制。实施热态渣循环利用后,渣中FeO含量降低2.1%,钢铁料消耗降低4.355 kg/t,稳定了低P高端品种钢的生产工艺,提高命中率22.5%。

砷在富氧底吹炼铜过程中的走向及物相结构

采用Factsage热力学分析、元素分析、XRD、SEM−EDS及金相显微镜等手段研究了富氧底吹炼铜工艺中砷的走向和物相结构。结果表明:通过适当降低富氧浓度,可以提高熔炼温度增加烟气和烟尘中砷的分配。混合炉料中砷主要存在于毒砂和砷黝铜矿中,少部分存在于返渣的冰铜相和细烟尘中;冰铜中砷主要以含砷锑冰铜形式存在,平均砷含量为4.75%(质量分数);粗铜中砷主要与铜、锑、铅等形成固溶体,平均砷含量为7.78%;底吹炉渣中砷主要分布于渣相所含的含砷锑冰铜(26.38%)中,少部分存在于玻璃相基底(1.73%)和铁橄榄石相(2.08%)中;磁选前渣中砷主要存在于渣中的复杂含砷冰铜相中,大部分被渣包裹,平均砷含量为37.26%。

底吹氩钢包内废钢熔化行为的数值模拟

以某厂70 t钢包为研究对象,采用数值模拟的方法对比了吹氩量对钢包内不同比表面积和预热温度的废钢熔化行为.结果表明:废钢熔化速度随着比表面积的增加而加快;底吹氩气可显著加速废钢熔化,但随着比表面积的增加吹气的促进效果逐步减弱.有底吹氩时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢中心温度上升速率相较于无底吹氩时分别提高了7.06、6.51和3.73 K·s^(-1),熔化速率分别增加了0.92、0.88和0.28 cm^(3)·s^(-1),熔化时间分别缩短了17、15和3 s.板形废钢初始温度由300升到1000 K时,其熔化速度由2.97提高到3.26 cm^(3)·s^(-1),熔化时间缩短了3 s.底吹氩流量显著影响废钢熔化速度,当氩气流量由100增至200 L·min^(-1)时,比表面积为120、130.22和160.81 m^(2)·m^(-3)的废钢熔化时间分别由44减小到35 s、42减小到34 s及34减小到31 s.

铜冶炼过程碳排放及自热熔炼分析

“双碳”背景下,我国铜冶炼作为高耗能高排放行业需突破资源、能源、供求关系等多重制约因素,方能迈上铜工业低碳绿色创新可持续发展道路。采用熔炼系统能量流平衡模型研究其能源利用收支情况,有利于进一步挖掘节能潜力,实现富氧底吹熔炼过程的低碳可持续化高效生产。通过计算铜冶炼厂底吹熔炼体系各类热量的收入和支出行为,解析无碳质燃料投入工况下的热量收支平衡关系,继而提出无碳自热熔炼的优化改进方案。因此,从原料适配、操作制度、设备优化等多方式调控以实现富氧底吹无碳自热熔炼。从碳源上减少或避免煤粉的加入,从而降低过程碳排放,以期为铜冶炼的清洁生产提供有益的思路和建议。

吹氩模式对钢包内多相流流动行为影响的数值模拟研究

以某钢厂150 t钢包为对象,通过数值模拟手段研究了吹氩模式和吹氩流量对钢包流场、钢渣界面行为和壁面剪应力分布的影响。结果表明:单孔吹氩模式下,钢包内环流远端流速低,钢渣界面流动不活跃,易导致此处渣层冷凝结壳;双孔等流量吹氩模式下,随着吹氩流量增大,钢渣界面流速增加,但其流动活跃性降低;双孔差流量吹氩下,大吹氩流量时钢渣界面能维持一定范围的活跃流动。当吹氩流量在120~240 L/min范围,单孔吹氩所形成的渣眼面积大于两种双孔吹氩模式;当吹氩流量超过240 L/min,双孔等流量吹氩下渣眼面积最大,双孔差流量吹氩对应的渣眼面积最小。另外,单孔吹氩下壁面剪应力最大,应力面积较小,双孔等流量吹氩下剪应力虽然显著降低,但分布区域面积增大。综上所述,双孔差流量吹氩模式可以在提高钢液精炼效率的同时,降低对钢包内衬耐火材料的流动侵蚀。

200 t转炉底吹长效化技术

结合某公司200 t转炉的生产实践,研究了转炉底吹元件、底吹布置、底吹流量等因素对底吹效果及寿命的影响。通过对比底吹效果,将底吹元件由集束式改为双环缝式;底吹布置方式从单圈布置改为双直径双圈布置;同时通过数值模拟,优化了熔池搅拌混匀时间和底吹强度控制,底吹效果及寿命取得大幅提高。优化后,当转炉炉龄8848炉时,底吹寿命与炉龄能够保持同步,炉龄末期底吹眼目视可见,碳氧积、终点氧、脱磷率等指标均取得明显进步。全炉役碳氧积平均0.0016,较优化前降低0.0005;月均全炉次终点氧从457×10^(-6)降低至378×10^(-6),降低79×10^(-6);转炉铁水脱磷率从平均86.9%提高到88.7%,且在低磷钢冶炼方面取得明显进步,转炉终点达到了痕迹磷的极限脱磷效果,在同样双渣操作模式下,低磷钢转炉终点磷稳定控制到20×10^(-6)以下,平均11×10^(-6),最低达到4×10^(-6),较优化前平均降低30×10^(-6),脱磷率达到99%以上,为冶炼极低磷洁净钢提供了条件,实现了品种生产新突破。

底吹气泡运动行为及其对混匀影响的水模实验

建立底吹金属熔池水模实验平台,采用高速摄影技术及图像处理手段,分析了狭缝宽度和底吹流量对气泡的大小、数量、速度、受力的影响规律;通过测量溶液内电导率的变化来反映溶液的混匀情况,明确底吹结构和参数对溶液的搅拌强度。结果表明,气泡运动主要受浮力和曳力的影响,气泡的索特直径随狭缝宽度、底吹流量的增大而增大,气泡越大越有利于溶液搅拌,从而缩短混匀时间,而气泡数量的变化趋势则与之相反;气泡上升速度与底吹流量成正比,与狭缝宽度成反比;结果表明,当狭缝宽度为0.30 mm,底吹流量为1.00 L/min时,混匀时间最短。

LF精炼炉双孔差流量底吹模式优化物理模拟

以国内某钢厂LF精炼炉为研究对象构建了1∶4的水模型,对比研究了双孔等流量底吹和双孔差流量底吹两种模式,并采用响应面法构建了弱底吹流量、强底吹流量和液面高度三因素的钢水混匀时间预测模型,运用该模型得出了差流量底吹模式的最优底吹流量方案。结果表明,双孔差流量底吹模式的混匀效果优于双孔等流量底吹模式;构建的差流量底吹模式混匀时间预测模型拟合效果较好;双孔差流量底吹模式下的混匀时间受到强底吹流量和弱底吹流量的交互作用影响;采用所建模型预测混匀时间与实测值误差均在4%以内。验证了双孔差流量底吹模式相较于等流量底吹模式具有更高的混匀效率,表明了基于响应面法对双孔差流量底吹模式的优化是可行的。

LF精炼过程中通电升温阶段底吹氩方式的优化

在LF(ladle furnace)精炼过程的通电升温阶段多采用双喷嘴等流喷吹的吹氩方式.本文提出一种双喷嘴差流吹氩的底吹方式,以某钢厂135 t钢包为原型设计1∶4非等温水模型实验平台,在总流量相同的情况下进行底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1的温度均匀化实验,结果表明底吹比例为2∶1时的各监测点无量纲温差最小,均匀化效果最好.建立流动-传热耦合数学模型对实验结果进行验证,结果表明在总流量相等的情况下,底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1时流动死区占比分别为14.1%,9.1%和9.8%,温度死区占比分别为6.2%,2.6%和0.3%,2∶1差流底吹方式在活跃流场和促进温度均匀化方面具有优势.

大型富氧底吹炉熔炼渣含铜的研究及控制

结合中原冶炼厂大型富氧底吹炉生产运行数据,研究分析渣含铜的主要影响因素,并制定相应调控措施。通过工艺参数优化,底吹炉熔炼渣含铜从6%以上降至3.32%,解决了底吹炉在高处理能力情况下的渣含铜偏高问题,为类似企业提供技术借鉴。

富氧底吹炉熔炼烟气中SO_(3)的生产控制

介绍了某铜冶炼厂底吹炉熔炼烟气中SO_(3)的产生机理,通过分析铜精矿水分、铜精矿硫铜比、烟气中氧含量等因素对烟气中SO_(3)浓度的影响,提出了相应的控制措施,同时改造底吹炉、余热锅炉等关键设备,达到精准控制烟气中SO_(3)浓度的目的。

顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢的试验研究

通过500 kg多功能顶底复吹转炉吹炼铁水,进行双相不锈钢冶炼试验。采取钢水脱磷、降碳保铬、钢水深脱硫以及钢水增氮的方法,得到在碳质量分数降到2.0%时,钢水温度控制在1360~1440℃,炉渣的碱度控制在1.4~1.8,炉渣中FeO质量分数控制在15%~20%,钢水中的磷质量分数可以脱除75%以上;在钢水降碳保铬过程中,钢水温度始终控制在1660℃以上,同时随着碳含量降低,逐渐降低氧气比例,增加氩气比例,减少铬元素的氧化;合金化后继续对炉渣进行还原,碱度控制在2.0左右,钢水温度控制在1550~1600℃,渣中的FeO和MnO质量分数之和控制在1%以下,钢水中的硫质量分数可以由0.0040%降低到0.0010%;顶底复吹转炉冶炼双相不锈钢奥氏体和铁素体的占比在49%~51%,钢板的冲击性能远高于标准值180 J,性能满足用户的要求。

轴承钢RH真空精炼降低夹杂物的生产实践

分析了轴承钢大颗粒夹杂物的来源和对轴承钢性能的影响。针对轴承钢生产工艺,通过现场试验研究了RH真空处理时间对钢中氧含量和夹杂物数量的影响;针对真空精炼过程中底吹氩气流量及真空处理时间的变化,对轴承钢中大颗粒夹杂物的影响进行了研究。结果表明:真空处理时间延长至25min,在温降允许的条件下增加底吹流量至80~120m^(3)/h,能够显著地去除轴承钢中的大颗粒夹杂物含量和降低钢中氧含量,揭示了真空精炼过程中对轴承钢质量提升的关键影响因素。

150 t转炉底吹工艺布置研究

介绍了某钢厂150转炉的底吹特点。根据水模试验,本文分析不同布置下底吹强度、不同布置下顶吹强度、不同布置下枪位对混匀时间的影响。最终确定了合理的底吹工艺布置,为双环不对称布置(内环≈0.45 D,外环≈0.55D)。

“三连炉”造锍熔炼渣含铜生产实践

针对河南某企业富氧底吹熔炼炉处理复杂含铜金矿所产熔炼渣含铜的实际生产情况,结合工艺配置及工艺参数等方面着重分析影响富氧底吹熔炼炉渣含铜的主要因素,在入炉原料成分稳定的基础上结合影响渣含铜的主要因素采取措施降低渣含铜,使渣含铜从6.13%降低至3.05%。

炼钢转炉中的底吹控制技术分析

阐述兼顾转炉炉底侵蚀与冶金效果的底吹方案设计,包括完善相关工艺及装置设计,提出相应的底吹供气量,达到削弱钢液对炉底的侵蚀,降低终点磷含量、终渣全铁含量和终点碳氧积的目的。

Slag Splashing in a Basic Oxygen Furnace under Different Blowing Conditions

The influence of three different blowing conditions on the slag splashing process in a basic oxygen furnace for steelmaking is analyzed here using two-dimensional transient Computational Fluid Dynamics simulations. Four blowing conditions are considered in the computer runs: top blowing, combined blowing using just a bottom centered nozzle, combined blowing using two bottom lateral nozzles, and full combined blowing using the three top and the three bottom nozzles. Computer simulations show that full combined blowing provides greater slag splashing than conventional top blowing.

ON LONG-WAVE BREAKING Ⅰ.CONSIDERING nTH POWER BOTTOM FRICTION

Longwave breaking is the agent for many important upper ocean layer processes including the trans-fer of horizontal momentum. In a previous study on the process of longwave breaking, only linear bot-tom friction was considered.In this paper, we discuss the longwave breaking phenomena in the moregeneral case of nth power bottom friction. Using the theory of blowup of solution,the criterion for thetime and location of the longwave breaking can be obtained.