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炼钢 2024年第5期40卷 18-28,59页

作者：李少英向继涛耿明山潘宏涛张宇航吕明中冶京诚工程技术有限公司技术研究院北京100176 北京市铸轧工程技术研究中心北京100176 西安建筑科技大学陕西西安710055

基于100 t电弧炉建立了废钢熔化的三维几何模型,研究了热源、废钢尺寸及留钢量对废钢熔化速率的影响。结果表明:在70 t留钢量大尺寸废钢熔池中,60 MW热源条件下废钢熔化速率高于无热源条件;在70 t留钢量、60 MW热源条件下,小尺寸(即尺... 详细信息

基于100 t电弧炉建立了废钢熔化的三维几何模型,研究了热源、废钢尺寸及留钢量对废钢熔化速率的影响。结果表明:在70 t留钢量大尺寸废钢熔池中,60 MW热源条件下废钢熔化速率高于无热源条件;在70 t留钢量、60 MW热源条件下,小尺寸(即尺寸减半)废钢的完全熔化时间为44.6 s,其熔化速率远超过大尺寸废钢的熔化速率。在此基础上,研究了不同留钢量对废钢熔化速率的影响,结果表明,60 t留钢量时废钢熔化速率最快,其完全熔化时间为44.3 s,40 t留钢量熔池废钢熔化速率最慢,浸没80 s仍未熔化,因此,过大和过小的留钢量均不利于废钢熔化。原因在于,在熔池升温过程中,大留钢量熔池升温较慢,在熔池降温过程中,小留钢量熔池降温较快,较低的熔池温度会降低废钢所得热通量,不利于废钢熔化。

关键词：电炉炼钢废钢熔化废钢尺寸留钢量

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基于电极加热的方形单体废钢熔化特性研究

基于电极加热的方形单体废钢熔化特性研究

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第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：潘宏涛李少英向继涛耿明山张宇航吕明中冶京诚工程技术有限公司北京市铸轧工程技术研究中心西安建筑科技大学

在碳达峰、碳中和背景下,电炉炼钢是我国钢铁工业流程再造和绿色发展的关键技术。然而,受电价、废钢价格等因素的影响,目前我国电炉钢生产成本高于转炉,因此,开发电炉废钢高效熔炼技术,降低电炉生产成本十分必要。对此相关学者进行了大... 详细信息

在碳达峰、碳中和背景下,电炉炼钢是我国钢铁工业流程再造和绿色发展的关键技术。然而,受电价、废钢价格等因素的影响,目前我国电炉钢生产成本高于转炉,因此,开发电炉废钢高效熔炼技术,降低电炉生产成本十分必要。对此相关学者进行了大量研究,然而这些研究多集中于小型废钢,与实际生产条件略有不同。基于此,本团队以100 t电弧炉为研究对象,针对有无热源、打包块废钢尺寸(长×宽×高×总钢块数分别为500 mm×500mm×500 mm×8和500 mm×500 mm×250 mm×16)及留钢量(40t、45t、50t、60t和70 t)三个因素,进行不同工况下废钢熔化三维数值模拟,通过对废钢钢液体积分数和温度场分布的分析,定量研究不同工况下的废钢熔化速率。主要结果有:1)在无热源条件下,浸没时间达到80s时,废钢未能完全熔化,固相占比约为33%,熔池最高温度为1600℃;与无热源条件相比,在60 MW热源的条件下,大尺寸废钢熔池温度明显增加,废钢固相比例降低近10%,熔池最高温度超过3000℃。2)当浸没时间为20 s时,大尺寸废钢钢液体积分数较小,直至浸没时间为40 s时,大尺寸废钢钢液体积分数接近50%。然而,小尺寸废钢在浸没时间为20 s时,钢液体积分数接近50%,直至浸没时间40 s时,钢液体积分数接近100%,由此可推断,在废钢总量相等的前提下,废钢尺寸减半可使废钢熔化时间减半。3)在本研究的留钢量范围内,60 MW热源的条件下小尺寸废钢熔化的最佳留钢量为60 t,过大和过小的留钢量均不利于废钢熔化,其原因在于,在升温过程中,过大的留钢量使得留钢钢水升温较慢,在降温过程中,过小的留钢量使得留钢钢水降温较快,较低的钢水温度会降低钢水与废钢之间的温差,减小废钢所得的热通量,从而不利于传热。

关键词：电炉炼钢废钢熔化废钢尺寸留钢量

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