100 t底吹氩钢包流场数值模拟及现场实践

为了研究国内某钢厂100 t双孔底吹氩钢包的流场现状,针对此钢包精炼过程流量200 L/min(方案1)和300 L/min(方案2)的钢水流动行为进行了数值模拟与现场实践。结果表明,每个吹氩流股均会在钢包形成两个循环流,分别位于流股与钢包壁之间和两个流股之间;方案2比方案1混匀时间缩短36 s,渣眼平均直径增大 0.055 m,耐火材料侵蚀加重。数值模拟通过现场实践验证了其正确性,为现场生产提供了有效指导。     

30 t钢包偏心单吹流场的数值模拟

利用连续性方程、动量方程、Navier-Stokes方程、欧拉方程和k-ε双方程,运用Fluent软件的Simple算法,气液两相区采用欧拉两相流模型进行稳态下的钢包流场计算,得到了不同喷吹量及偏心位置不同时单孔吹气时,钢包内的流场三维分布图。首先通过偏心单吹死区比例的计算和流场的变化规律,确定最优单吹方案为包底0.55R处、气量为60 NL/min,然后对最优偏心单孔进行不同吹气量的流场数值模拟计算,得出钢包纵截面的流场分布图,分析发现吹气量的增加仅让钢包内钢液流动的速度提高了,但钢液的流动形态并未改变,大约在钢包的4/5高度处形成涡心,涡流运动十分明显。     

40t钢包炉吹氩操作数值模拟研究

通过数值模拟的方法，对建立在正交网格上的40t钢包（炉）进行了模拟研究，计算结果表明：吹氩气量的增加只是提高了钢包内钢液流动的绝对速度，没有改变钢包内钢液的流动形态；喷吹最佳吹气量为140L／min，弱搅拌的临界吹气量为100L／min；在临界吹气量下的搅拌混匀时间为350s左右。     

承钢100t钢包底吹数值模拟研究

钢包底吹工艺是钢包冶金的一种重要手段,底吹的布置及底吹参数对工艺效果影响较大,承钢对100 t钢包底吹工艺进行了深入研究,利用FLUENT软件对流场进行三维数值模拟研究,模拟结果表明在底吹流量为500 L/min时,改进后的底吹位置比原型有更好的循环流动效果,较小的相对死区和裸露面积,有利于钢水成分和温度的均匀,减少二次氧化,并促进夹杂物上浮。     

210 t钢包底吹工艺优化物理模拟

 为研究钢包底吹孔布置对钢液混匀时间及液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺,以某厂210 t钢包为原型,根据相似原理建立钢包物理模型,模拟钢包底吹氩工艺。通过研究不同底吹孔位置与角度对混匀时间和液面波动的影响,确定钢包最优底吹工艺。结果表明,最优底吹位置为底吹孔位于距钢包底部圆心距离为[0.60R/0.60R,]夹角为100°。底吹孔在[0.40R]的位置,两气柱会相互影响;底吹孔在[0.60R]的位置是较理想的位置;底吹孔在[0.79R]的位置,气流对包壁冲刷严重。     

底吹氩VD钢包炉流场优化的数值模拟研究

以某钢厂150 t VD钢包炉为研究对象,采用商业软件Ansys-Fluent,建立钢包底吹氩气模型,结合正交设计方法,模拟了不同钢液量,两个吹氩口不同吹氩量工艺条件下钢包内流场和流速变化,同时考虑了静置10 min后钢包炉内钢液流动情况。所有试验均监测钢包下部同一位置的速度大小,通过正交设计方法选择最优的生产方案。研究结果表明:钢包内钢液量和底吹氩气量在小范围内变动对钢包内钢液流场和流速影响不大,且钢液量和氩气口吹氩量对静置10 min后钢液内流场流速的影响可以忽略不计。吹氩量过大会导致渣眼开度较大引起卷渣和吸气现象,吹气量过小钢液流速较低则导致形成稳定循环流场所需时间较长。最终通过对比分析得出在钢液高度选用3 590 mm,1#和2#氩气口流量均采用0.9 m~3/h时钢包炉内综合流动效果较好,减少了钢水受污染程度,提高了生产效率。     

100 t 钢包底吹氩工艺优化的物理模拟

以钢厂100 t钢包为原型,根据相似原理建立1:4水模型,研究了双孔底吹位置(0.54~0.72R)、角度(45°~180°)和底吹流量(0.04~0.55 m~3/h)对混匀时间和钢-渣界面的影响,以确定最佳底吹工艺参数。结果表明,透气砖布置的最优位置为底吹孔距钢包底面中心0.63R,180°夹角;最大底吹气量在0.37 m³/h(原型18.0m³/h),软吹气量必须小于0.12 m³/h(原型小于6.0 m³/h),建议软吹气量≤0.04 m³/h(原型≤2.0 m³/h)。     

45t直筒型钢包底吹氩物理模拟研究

在相似原理的基础上,以45t直筒型精炼钢包为研究对象,建立1：2．5的水力学物理模拟模型,考察钢包底吹精炼过程中喷吹位置、喷吹量对混匀效果的影响。研究结果表明,随着底吹气量的增大,混匀时间减小,当气体流量超过临界流量90L／min,减小幅度减弱;底吹透气砖布置在距包底中心1／2处时,混匀效果最好。     

钢包底吹氩过程夹杂物去除数值模拟研究

以LF炉底吹氩气钢包为原始模型,选择Al2O3为夹杂物颗粒参照物,通过使用Fluent商业软件,进行合理假设后,建立离散相数学模型(DPM),研究不同夹杂物粒径为过程中的运动及去除情况。计算结果表明,钢包内夹杂物运动比较复杂,钢包各区域的夹杂物去除时间不同,双孔对称面附近的夹杂物较难去除,该处流场存在较大漩涡,漩涡内部的夹杂物运动呈"二维流动"。     

180t钢包底吹氩过程钢液流场特性数值模拟

为增强钢厂180 t钢包底吹氩过程搅拌效果,根据模型设计参数建立了底吹氩数学模型,运用CFD软件fluent对钢包底吹氩过程流场进行数值模拟.基于流体力学理论,计算并分析了底吹氩过程中心间距1/3R,1/2R和2/3R和底吹氩气流量300～1000 L/min对钢包内流场、"死区"比例及混匀时间等的影响规律.结果 表明...     

80t LF钢包底吹氩行为的数值模拟

在物理模拟的基础上,利用Fluent软件对某钢厂80tLF钢包底吹氩行为进行数值模拟计算,分析了不同喷嘴布置条件下钢包的流场和混匀效果。结果表明:对不同喷嘴布置条件下的流场进行数值模拟的结果与物理模拟结果相吻合,且可以弥补物理模拟不容易得到精确流场的不足;采用两喷嘴分别在距中心0.5R(R为钢包内径)处,夹角45°的布置方案,钢包混匀时间最短,该方案为最优。     

100t钢包内混匀时间的水模拟研究

对天津钢管公司100t钢包吹氩搅拌进行水模拟实验,研究钢液在不同吹氩方式和吹氩流量下的最佳混匀时间。通过实验,发现原型钢包吹氩位置和吹氩流量不尽合理,实验后确定合理的吹氩参数是：将吹氩孔设在钢包半径的2／3或0．618处;两吹氩孔间夹角为135°;吹氩流量为150—200L/h（即实际流量为100～130L/min）。     

90 t钢包底吹氩水模型与数值模拟

 为了获得90 t钢包最佳底吹氩位置,采用1[∶]4水模型试验和数值模拟对透气砖位于钢包底部不同位置时的均混时间进行了研究。结果表明,在单吹情况下,透气砖位于[1/2R]圆周上的[P5]点时,钢包内钢液具有较快的流动速度,均混时间最短;在双吹情况下,夹角为180°的组合式底吹搅拌效果较好,均混时间较低。通过对比分析得出,在相同气体流量条件下,单吹与双吹最优方案下的均混时间相差不大。     

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 m²·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 cm³·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 cm³·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 m²·m^–3的废钢熔化时间分别由44减小到35 ...     

VD炉钢包底吹氩的物理模拟

针对一重VD钢包进行物理模拟,通过使用电导仪、浪高仪等实验设备,从混匀时间、液面扰动对钢包内流体流动特性进行研究。实验研究得出VD炉真空脱气、深脱硫、去夹杂的底吹氩参数分别为600、200、150 L/min时,可以达到良好的脱气、脱硫和去除夹杂的效果,这为实际生产提供了理论依据。     

LF炉135t钢包底吹氩的水模拟实验

针对135 t LF炉钢包进行了水模型物理模拟,就钢包内流体混匀时间、液面波动及夹杂上浮时间等流动特性进行了研究。结果表明:在一定的吹氩流量控制范围内,加大钢包底吹Ar搅拌流量,可达到快速脱S的目的,并使软吹达到较好的去除夹杂物效果。     

底吹氩钢包内钢液流动与合金扩散的数值模拟

运用商业软件Ansys-Fluent,建立了1t钢包底吹氩与合金熔化扩散数值模型,其中钢包吹氩模型通过Wood′s Metal物理试验验证,吻合很好。研究采用数值模拟与现场试验相结合的方法分析了钢包内流场与合金加入的位置及方式对合金在钢包内扩散的影响。结果表明:260L/min吹氩流量过大,且吹氩时间过长(120s),建议使用100L/min的吹氩流量,加合金前吹氩时间30s,使Al块熔化与混均,保护合金,加合金后吹氩30s,降低合金的烧损。合金采用加入棒固定,在吹氩口上方加入后保持3~5s,熔化时间能由6.2s降低至2.0s,混匀时间能由35s降低至23s。另外,在降低烧损的同时,减少吹氩量和温降,起到节能减排的作用。     

LF钢包流场数值模拟及应用

应用Fluent软件对某钢厂80t精炼钢包流场进行数值模拟,分析了不同透气砖布置和不同氩气流量对钢包流场及钢液混匀效果的影响。结果表明,底吹氩钢包透气砖采用0．5R-0．67R-60°的布置方式可以减少卷渣,减少混匀时间。应用表明,改造后的钢包缩短钢液混匀时间10s,软吹10min后夹杂物总量减少1800个（50个视场）,明显提高了精炼效果。     

25t钢包底吹气搅拌的试验研究

介绍了涟钢公司转炉厂２５ｔ钢包由顶吹气改为底吹气搅拌钢液产生的不同冶金效果情况，分析了不同供气介质对钢液质量的影响，通过试验检验并修正了实验室提供的底吹氩（氮）供气参数。