提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果的新技术

为了提高复吹转炉透气砖寿命和冶金效果,研究了大流量透气砖底吹不对称供气技术。采用水模试验方法,底吹气量按3.3∶1分两路供气,每隔1炉交换1次。结果表明,供气强度在0.2m^3/(t·min)时,透气砖侵蚀速度与单根毛细管的气体流量呈正比。毛细管根数增加1倍,透气砖的供气能力提高1倍。采用大流量、大尺寸透气砖不对称交错供气的技术,可使透气砖的侵蚀速度减少50%,寿命提高1倍。转炉炼钢的熔池混匀时间缩短19.2%,铁水脱磷预处理熔池混匀时间缩短63%,复吹转炉的冶金效果得到明显改善。与复吹转炉预埋透气砖和更换透气砖的方法相比,可以更有效地提高转炉的复吹炉龄和冶金效果。

废钢熔化的热模试验

为了解废钢的熔化速度和熔化机理,在250 kg感应炉中进行了热模拟试验。测量熔化速度采用直径为Φ20~Φ50 mm的Q235圆钢,熔池温度为1 300、1 400和1 600℃。根据试棒直径不同确定在熔池中浸泡时间。根据钢棒浸泡前后的质量和尺寸差别,计算出熔池为1 300、1 400和1 600℃时,其质量熔化速度分别为1.8~4.0、3.5~6.5和12.6 g/s;径向熔化速度为0.012~0.026、0.035~0.045和0.060 mm/s。熔池液体与试棒之间的对流换热系数在1 400℃时为32 931 W/(m^2·℃),1 600℃时为32 884 W/(m^2·℃)。在温度为1 300℃时,碳在液体与试棒之间的对流传质系数为6.3×10^(-5)m/s,温度为1 400℃时为6.4×10-5m/s。热模拟试验所测得的钢棒熔化速度、液-固相之间的对流换热系数、碳的对流传质系数都与国外冶金工作者的试验结果相近,可以作为炼钢生产中计算废钢熔化的基础数据。

转炉复吹用等截面有摩擦绝热管流属性研究

为了优化氧气转炉复吹技术,有必要了解等截面管有摩擦绝热流的空气动力学性质。采用钢管束测量气流的关键参数(压力P、流量Q和推力F等),结合理论分析,得到表征沿管道流动方向和管道出口的有摩擦绝热管流的性质的数据(马赫数M、速度V、温度T、密度ρ、弗鲁德准数Fr、熵增ΔS、喷吹效率η和边界层厚度δ等)。测量的主要参数和所用钢管可满足转炉透气砖的设计。研究底吹气流与熔池作用和制定复吹工艺制度,为发展复吹技术提供了必要的基础数据。本实验是国内首次系统、全面地对透气砖用等截面管有摩擦绝热流进行研究,所采用的管束方法可以简化实验设备和减少测试数据的系统误差。同时提出了根据钢管尺寸和等截面绝热流的喷吹效率来计算边界层厚度的公式。

大型转炉高供氧强度吹炼的水模实验

为使大型转炉的生产率达到国际先进水平,在300~350t大型氧气转炉上实现4.0~5.0m3/(t·min)的高供氧强度吹炼,设计了新的大流量氧枪喷头,并在1∶10的有机玻璃模型上进行氧射流与熔池作用的水模实验。水模实验大流量氧枪喷头的主要参数为:喷头孔数6~8个,采用双角度交错布置,喷孔倾角10°~17°,喷孔出口马赫数2.0~2.2。同时测定了枪位高度为1.8~2.6m时的熔池喷溅率、混匀时间和穿透深度。研究结果表明,大流量新喷头的喷溅量和射流对熔池的穿透深度都在转炉正常吹炼范围内,熔池混匀时间平均缩短6s,泡沫渣可将喷溅率降低50%。大流量新喷头良好的吹炼性能为大型转炉高供氧强度吹炼的氧枪喷头设计提供了可靠的数据。