250 t转炉二次燃烧氧枪射流特性

作     者：郑淑国 朱苗勇 Shuguo ZHENG;Miaoyong ZHU

作者机构：东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第10期

页      面：1438-1446页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 080601[工学-冶金物理化学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:52174310 51974079) 

主　　题：转炉 单流道 二次燃烧氧枪 射流特性 多相流 数值模拟 工业试验 

摘      要：氧枪喷嘴的超音速射流特性对熔炼有重要影响。本工作结合某钢厂250 t转炉实际,运用Fluent软件建立三维模型,对比分析了周边5孔加中心单孔的普通氧枪与单流道二次燃烧氧枪的射流特性,通过VOF多相流模型对气-液-渣三相之间相互作用进行模拟研究,并开展了工业试验研究。结果表明,相比于普通氧枪,因一侧副孔流股快速汇入中心孔射流而使二次燃烧氧枪有更大的径向横截面积,且其中心孔射流速度大,故二次燃烧氧枪具有更大的冲击面积和冲击深度。通过气-液-渣三相模拟研究可知,由于表面波的传播,钢-渣-气的空腔剖面和界面保持不稳定,且随着时间的推移,炉壁处的渣层较为平静,表明无论是普通氧枪还是二次燃烧氧枪,都不存在冲刷炉壁现象。其中二次燃烧氧枪最大冲击直径和冲击深度为2461和358 mm,分别是普通氧枪的1.16倍和1.19倍。工业试验表明,与普通氧枪相比,二次燃烧氧枪可以提高熔池温度27.2℃,使供氧时间缩短78 s。