KR搅拌技术的水模型实验研究

铁水炉外脱硫是现代化炼钢优化生产工艺流程不可缺少的环节,目前以KR法为代表的机械搅拌法脱硫和喷吹法脱硫是铁水脱硫的两种主要手段.本文根据宝钢鱼雷罐和铁水包喷粉脱硫的具体生产情况,对钢包单吹金属镁精炼过程中钢液的流动和混合特性作水模型研究.以130 t钢包为原型,设计、加工和建成了几何相似比为1:6的水力学模拟系统.利用相似原理进行KB过程水模型研究,以得到最佳的搅拌参数,指导现场操作.本实验中,采用安装有搅拌桨的浸入旋转喷嘴,设计有多个气体吐出口的浸入旋转喷嘴,以及在旋转搅拌桨的斜下方设置的浸入喷嘴等各种形式的喷嘴,向铁水内吹入镁蒸汽及输送气体的混合气,促进气泡微细化.通过这样的方法,即使使用少量的输送气体,对低的硫、氧浓度的铁水,也可以维持镁的精炼反应的高效率.     

铁水包喷镁脱硫预处理动力学模型

依据对铁水喷镁脱硫机理的理论分析,同时考虑熔池均混时间和镁气泡在铁水中停留时间等重要参数对喷镁脱硫的影响,开发了铁水包喷吹颗粒镁铁水预处理脱硫动力学模型.并采用四阶龙格库塔法对该模型进行求解.模型计算结果与实际生产数据吻合较好,可用于对国丰钢铁公司铁水包喷镁脱硫过程的预测.     

钢包底吹氩均混时间及临界流量水模型实验

针对钢包底吹氩工艺,通过改变透气砖数量、单透气砖吹气位置、双透气砖夹角、喷吹气体流量、渣厚等参数,对钢包的均混时间进行了水模型实验研究.提出临界流量的概念,发现吹气量超过临界流量后均混时间明显减小.结果表明:单透气砖喷吹时,相同吹气量下偏心喷吹时的均混时间比中心喷吹时短,临界流量小;双透气砖喷吹时,透气砖夹角越大,均混时间越短,临界流量越小.     

喷嘴结构对铁水脱硫气泡微细化的影响

针对铁水预处理镁蒸气脱硫的气泡微细化问题,本文通过水模型实验,研究了喷嘴结构对气泡在熔池中的分散、CO_2吸收速率和利用率以及均混时间的影响规律.结果表明:使用SSB-D桨,搅拌转速200 r/min,通气流量为1.0 m~3/h,偏心度0.4,浸入深度250 mm时,透气砖结构的喷嘴可以使熔池内的气泡分布"死区"减小,同时缩短了均混时间,提高了镁蒸气的容积传质系数和利用率.     

300 t铁水包双枪喷吹脱硫均混时间的水模型研究

通过1:3.5水模型研究了宝钢300 t铁水包双枪喷吹脱硫时,喷枪插入深度、气体流量、喷吹位置对均混时间的影响。结果表明,偏心喷吹的搅拌效果优于中心喷吹;喷枪插入越深,均混时间越小,但对底部耐火材料冲击加大;气体流量增加,铁水包内回流区增加,均混时间减小;喷枪弯曲时均混时间比同一工况直喷枪喷吹减少10%～30%。     

CAS喷粉精炼熔池混合行为的水模型试验

通过1:4水模型装置模拟150 t CAS钢包精炼过程熔池内流场特征和渣面裸露情况,以确定最佳的喷吹位置和研究喷吹参数对熔池均混时间的影响。结果表明,喷吹气量和底吹流量越大,喷枪插入越深,浸渍罩插入越浅,则均混时间越短;底吹位置离钢包中心越近,均混效果越差。分析得出,150 t CAS钢包增加喷粉后,最佳底吹位置为离钢包中心0.35R(R为钢包下口半径)处。     

单吹颗粒镁铁水脱硫喷吹控制策略及实现

针对单吹颗粒镁铁水脱硫工艺参数控制精度和全自动控制要求高的特点,基于工艺机理和大量工程实践经验数据,建立脱硫剂质量、喷吹给料强度、喷枪插入深度、喷吹氮气流量等关键喷吹工艺参数控制模型,实现上述工艺参数的自动计算和精确控制,在此基础上实现铁水脱硫"一键式"全自动喷吹控制。所述控制模型和控制方法已在国内某炼钢厂150 t单吹颗粒镁铁水脱硫工程中成功应用并取得良好的控制效果。     

吹N2辅助扒除铁水脱硫渣工艺的水模型研究

采用铁水罐喷镁脱硫综合效果很好,但因喷吹后脱硫渣难以清理干净,进入转炉后,会导致回硫严重和给生产低硫钢带来困难.通过对铁水罐吹气除渣工艺进行水力学模型实验研究,确定了合理的铁水罐吹气除渣工艺参数,生产实践显示该工艺可获得良好的除渣效果.     

单喷颗粒镁与镁基复合喷吹铁水脱硫喷吹系统的区别

单喷颗粒镁脱硫和镁基铁水脱硫是最常见的铁水脱硫技术,由于各自铁水脱硫工艺过程的特点,其喷吹系统也存在区别。通过对单喷颗粒镁脱硫与镁基复合喷吹脱硫喷吹系统的比较,分析了单喷颗粒镁脱硫与镁基复合喷吹脱硫喷吹系统的主要区别和设计中需要注意的问题。     

LCAK钢CAS精炼过程的物理模拟

针对CAS精炼过程中罩外有大量气泡溢出的问题,在相似性原理的基础上建立了CAS钢包的水模型.研究了CAS精炼过程中底吹气量、浸渍罩插入深度和不同底吹位置对钢包混匀时间的影响.实验发现:浸渍罩的中心与底吹气孔的中心同轴时,能有效地防止罩外气泡溢出.对于300 t钢包,底吹方案优化后,底吹位置选在距钢包中心0.3r~0.4r(r为钢包底部半径),精炼时底吹气量为600 L·min-1,排渣时底吹气量选在500 L·min-1左右,浸渍罩浸入深度选为180~225 mm.工业试验表明,优化后的底吹方案有效地解决了罩外气泡溢出的问题,并且提高了LCAK钢液的洁净度和可浇注性.