100t底吹氩钢包插入浸渍管优化数值模拟

以某100t底吹氩钢包为原型,建立插入浸渍管钢包底吹气体钢水流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算。考察了插入钢包的浸渍管直径大小、插入深度以及底吹气量对钢水流动状态及钢水面振幅的影响。结果表明,改变浸渍管的直径及插入深度能有效抑制钢水面的卷渣,可以加大底吹气量,从而改善钢包内钢水的流动状态。     

150t底吹氩钢包插入浸渍管混匀时间模拟研究

以某厂150 t底吹氩钢包为原型,建立插入浸渍管钢包底吹气体钢液流场数学模型,利用Mixture多相流模型对钢包吹氩过程进行数值模拟计算。分析了钢包底吹氩过程中钢液的流动行为及吹氩量对合金混匀时间的影响,计算了插入浸渍管对合金混匀时间的影响。结果表明:无浸渍管,吹氩量小于250 L/min时,随着吹氩量的增加,混匀时间迅速变短,而气量大于250 L/min时,混匀时间随供气量变化不明显。插入浸渍管后,同一吹气量时,能够缩短混匀时间、加强冶炼效果。     

65t钢包底吹氩过程混匀时间模拟研究

根据唐钢实际生产工艺要求,以LF精炼过程65 t钢包为研究对象,采用fluent数值模拟及物理模拟相结合的方法研究了65 t钢包底吹喷孔中心间距、底吹喷孔夹角、底吹流量对钢液混匀时间的影响规律。结果表明,当65 t钢包底吹孔中心间距为0.6R、喷孔夹角为180°、底吹流量为250 NL/min时,钢液的混匀时间最短。当吹氩量为100 NL/min时,钢液的搅拌能力较强,可以避免卷渣的发生,混匀时间为307 s。同时,数值模拟与物理模拟的混匀时间误差在5%以内,进一步验证了数值模拟结果的准确性。     

145吨吹氩钢包内渣-金界面卷混及夹杂物去除行为的物理模拟研究

基于相似原理,利用物理模拟方法研究了145吨吹氩钢包内的渣-金界面卷混行为及夹杂物的去除行为。选择煤油和真空泵油的混合物来模拟钢包渣,考察了吹气量对渣-金卷混的影响;选择乳状液滴作为模拟夹杂物,考察了时间、吹气量对夹杂物去除行为的影响规律。结果表明:存在一个发生钢包渣卷入钢液中的临界气量,吹气量一旦超过该气量,钢包发生卷渣的频率随气量增加而增大;大多数夹杂物通过吹氩处理8 min可去除;夹杂物的去除率随气量增加先增大后减小,且0.379 NL·min-1的气量为最优的去夹杂气量。     

40t椭圆形钢包底吹氩水模型的研究

以某厂40 t椭圆形钢包为原型,建立模型与原型比为1︰2的钢包水模型,分析了采用双孔底吹氩的情况下透气转位置、吹气量对钢液混匀时间和流动性的影响。结果表明:原型方案底吹气量的临界值为196.65 NL/h,超过临界值后气量增加的动能主要消耗在鼓动液面和吹开渣面上,对钢液混匀的效果较小。原型方案底吹气孔位于圆周0.55R处,呈135°分布,两孔距离较远,渣面裸露面积较小,两孔间的相互干扰较小。     

120 t钢包双孔底吹氩精炼工艺优化

为提高钢水洁净度,降低钢包底吹氩搅拌过程对渣线区域侵蚀速度,采用物理模拟技术对中天钢铁120 t钢包双孔底吹氩工艺进行优化。基于相似原理和钢包原型尺寸建立了模型比为1︰4的物理模型,研究了不同双底吹透气元件布置时底吹流量对混匀时间、侧壁冲刷以及钢液卷渣的影响。结果表明,以低于临界流量进行底吹时,混匀时间与底吹流量呈负相关变化,底吹流量超过临界值,混匀时间变化微弱。钢包壁面处的流体流速随底吹流量增加持续增大。底吹元件优化布置方案为:两底吹孔夹角为90°,距钢包底部中心0.4 R/0.4 R。与原钢包相比,优化后精炼周期缩短2.1 min,钢水氧含量降至较低水平,大于5μm显微夹杂物占比下降了6.9%,钢包使用寿命提升超过6%。     

Modeling of Three-Phase Flows and Slag Layer Behavior in an Argon Gas Stirred Ladle

建立了底吹钢包内气/钢液/渣三相流动数学模型, 利用多相流动体积法(VOF)模拟了渣层运 动行为. 模型结果再现了底吹钢包内气/钢液/渣三相流动现象. 当Ar气被吹进钢包时, 在 钢液内产生气泡, 上升的气泡间 歇地冲击并突破渣层, 产生渣眼; 同时, 渣层发生波动, 波动频率随着Ar气流量的增加而增加. 参数研究显示: 220 t钢包底吹流量由100增加到 300 L/min, 渣眼直径由0.43增加到 0.81 m. 计算的无量纲渣眼面积与文献中渣眼的实 验结果很接近. Ar气喷吹期间, 渣层发生重大的变形, 近渣眼处的渣层变薄, 近钢包壁 处的渣层变厚. 渣眼周围钢液流速很大, 并导致部分渣滴卷入钢液中.     

底吹钢包内气／钢液／渣三相流模型及渣层行为的研究

建立了底吹钢包内气/钢液/渣三相流动数学模型,利用多相流动体积法(VOF)模拟了渣层运动行为.模型结果再现了底吹钢包内气/钢液/渣三相流动现象.当Ar气被吹进钢包时,在钢液内产生气泡,上升的气泡间歇地冲击并突破渣层,产生渣眼;同时,渣层发生波动,波动频率随着Ar气流量的增加而增加.参数研究显示:220t钢包底吹流量由100增加到300 L/min,渣眼直径由0.43增加到0.81m.计算的无量纲渣眼面积与文献中渣眼的实验结果很接近.Ar气喷吹期间,渣层发生重大的变形,近渣眼处的渣层变薄,近钢包壁处的渣层变厚.渣眼周围钢液流速很大,并导致部分渣滴卷入钢液中.     

LATS法-经济简洁的钢水精炼工艺

详细介绍以插入钢包透气砖上方钢液的浸渍罩为特征的,在底吹氩下形成氩气保护的少渣、无渣钢液面,进行添加合金或加铝吹氧升温实现钢液精炼的经济简洁的LATS精炼装置的设备和工艺情况。实绩表明,该精炼工艺投资少,操作简便,具备与RH、LF等精炼设备同等的升温、合金微调、底吹氩等精炼作业手段。     

40 t钢包底吹氩过程流热耦合的数值模拟

根据宝钢40 t钢包底吹氩过程的现场资料,建立了钢包底吹氩过程钢水流热耦合的多相数值模型。并计算了吹氩量对钢水流场及温度场的影响。结果表明,钢包底吹氩过程主要影响的区域位于钢包上半部,并随着吹氩量的增加,影响区域扩大。钢包内钢液流动速度为0.02~0.04 m/s的区域所占比例最大,并随吹氩量的增加比例不断增大。钢包底部的死区比例随吹氩量的增加而减小。钢包底吹氩过程中钢包内的钢液主要通过顶部散热,钢液顶部会出现明显的温降,随着吹氩量的增加,钢液顶部温降更加显著。