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120吨LF炉精炼过程钢液流场数值模拟

120吨LF炉精炼过程钢液流场数值模拟

作者：刘玉平辽宁科技大学

学位级别：硕士

为满足日益增长的钢材质量需求,炉外精炼技术成为炼钢生产必要环节之一。其中,钢包底吹氩作为成熟的工艺,在炉外精炼中得到广泛运用。其目的是通过底部吹氩搅拌钢液,达到均匀成分和温度,去除气体和夹杂等。本文主要探究在LF炉精炼过程... 详细信息

为满足日益增长的钢材质量需求,炉外精炼技术成为炼钢生产必要环节之一。其中,钢包底吹氩作为成熟的工艺,在炉外精炼中得到广泛运用。其目的是通过底部吹氩搅拌钢液,达到均匀成分和温度,去除气体和夹杂等。本文主要探究在LF炉精炼过程中将电极穿过精炼渣接触钢液,通入三相交流电,在电磁力的作用下促进钢液的搅拌,与底部吹氩相结合强化钢液流动,减小死区比例,缩短精炼时间。以某厂120t钢包为研究对象,使用Ansys CFX仿真软件进行数值模拟研究,分析不同的布置方案、吹氩量和有无电磁力的条件下对钢液的流动特性、钢液的搅拌强度、钢包内氩气的体积分布以及死区比例等影响。首先传统钢包底吹氩条件下(不加电磁力),改变吹气孔的布置位置,分析吹气孔位置对钢包内钢水搅拌效果的影响,主要从钢液的流动特性、钢液的流动速度、钢包内氩气的体积分布以及死区比例几个方面进行讨论。通过不同方案在同一吹氩量条件下的死区比例对比可以观察到随着吹气孔的布置位置距离中心位置越远死区比例是先增大后减小,在同一布置方案下随着吹氩量的增加钢包内的死区比例明显减小。本文模拟条件下,吹气孔的布置方案为两吹气孔距离中心位置为2/3R处(方案三),吹氩量设置为100NL/min时钢液的搅拌效果最好。其次,模拟分析了施加电磁力后钢液的流场形态,研究改变吹气孔位置和钢包底部吹氩量在电磁力作用下对钢液综合搅拌的效果。在同一吹氩量条件下吹气孔距离中心位置由近到远的死区比例是先减小后增大,同一布置方案在同一时刻死区比例随吹氩量的提高而增大。在电磁力作用下吹气孔位置距离中心1/2R处(方案二),且吹氩量为60NL/min时钢包的死区比例最小,这种方案钢包内钢液的综合搅拌效果最好。最后对比钢包底吹氩气时无电磁力和施加电磁力的数值模拟结果,在同一吹气量下,施加电磁力可显著提高钢包内钢液的搅拌效果。此外,施加电磁力后,可以减小氩气的吹入量。模拟结果为LF炉缩短精炼时间提供一种可行的操作工艺。

关键词：炉外精炼数值模拟三相交流电死区比例搅拌

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中间包等离子加热的物理模拟

工程科学学报 2020年第S1期42卷 68-75页

作者：王勇赵梦静杨树峰李京社张贯旭习小军北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学高端金属材料特种熔炼与制备北京市重点实验室北京100083

为了提高实际生产中中间包等离子加热热效率,改善中间包内钢液流动状态,本文根据某钢厂中间包原型,通过物理模拟对比研究了有无等离子加热和不同等离子加热位置下中间包内温度场和流场的变化情况.研究结果表明,在无等离子加热条件下,中... 详细信息

为了提高实际生产中中间包等离子加热热效率,改善中间包内钢液流动状态,本文根据某钢厂中间包原型,通过物理模拟对比研究了有无等离子加热和不同等离子加热位置下中间包内温度场和流场的变化情况.研究结果表明,在无等离子加热条件下,中间包内死区比例较高,达到了36%,死区主要集中在中间包挡墙外侧上部区域;当加热位置位于挡墙外侧时,中间包内死区比例与不加热时相差不大,靠近加热位置处的温度急剧上升,挡墙内外两侧的温度差较大,中间包内整体温度分布不均匀;加热位置位于挡墙内侧时,中间包死区比例明显降低,达到29.2%,平均停留时间约增加57 s,出水口温度明显上升(约7℃),中间包内温度分布更均匀.

关键词：中间包等离子加热物理模拟温度分布死区比例

基于示踪剂法板坯连铸40t中间包内钢液流动行为的物理模拟

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特殊钢 2016年第5期37卷 26-31页

作者：倪国龙艾立群赵定国冯聚和王书桓华北理工大学冶金与能源学院唐山063009

通过中间包1:3水力学模型,利用激光片光源对中间包水模型进行切片照射、加人示踪剂显示流体流动特性等手段,研究了钢厂板坯连铸双流40 t中间包水模型挡墙挡坝的相对位置,长水口插入深度(50~105mm)和流量(拉速)(0.7~0.9 m^3/h)对流动行... 详细信息

通过中间包1:3水力学模型,利用激光片光源对中间包水模型进行切片照射、加人示踪剂显示流体流动特性等手段,研究了钢厂板坯连铸双流40 t中间包水模型挡墙挡坝的相对位置,长水口插入深度(50~105mm)和流量(拉速)(0.7~0.9 m^3/h)对流动行为的影响。结果表明,流量0.8 m^3/h、长水口插入深度93 mm、挡坝内移1 cm的工艺设计较为合理,优化后工艺条件下中间包流动状态较好,有利于减少"死区"比例和夹杂物上浮去除。

关键词：双流板坯连铸 40 t中间包水模型流动行为死区比例

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底吹喷粉强化气化脱磷渣性能研究

底吹喷粉强化气化脱磷渣性能研究

作者：张福君华北理工大学

学位级别：硕士

钢渣是炼钢过程中产生的必不可少的副产品,作为固体废弃物如果不能得到及时有效的处理将会造成严重的资源浪费和环境污染。转炉钢渣气化脱磷技术是一种在线脱除钢渣中磷元素,实现物质能量循环的新技术,可以最大化利用热态钢渣资源。转... 详细信息

钢渣是炼钢过程中产生的必不可少的副产品,作为固体废弃物如果不能得到及时有效的处理将会造成严重的资源浪费和环境污染。转炉钢渣气化脱磷技术是一种在线脱除钢渣中磷元素,实现物质能量循环的新技术,可以最大化利用热态钢渣资源。转炉底吹和喷粉方式代替炉口加料,提高脱磷效率,为气化脱磷的工业化提供理论依据。文章研究底吹气体条件下熔渣流场的影响因素以及底吹喷粉条件下熔渣中脱磷粉剂分布的影响因素。模拟计算结果表明,喷嘴数量是影响熔池死区比例和有效喷吹时间的关键性因素,增加喷嘴数量扩大了环流区域在熔池内覆盖区域,从而提高了熔池内总湍动能。在一定的喷嘴流量范围内,单一喷嘴形成的环流区域以及形成环流的有效时间随流量增加变化不大,流量增加,增强了环流区域流速和湍动能,加强了环流区域能量、动量和质量的传输;增加碰撞时的能量损失和湍流强度,对死区比例的减少效果不大,但流量过大易形成贯穿流造成过多能量损失。偏心底吹在浅、宽熔池中对流场影响不大。熔池深度增加,形成的两相区倒锥形区域扩大,湍动能转换率提高。熔池流场速度梯度小,死区比例小,有利于熔池内混匀。粘度的增加,不影响熔池内总的平衡湍动能,只是影响湍动能的转换速率。粘度越高湍动能达到平衡态的时间越长。喷粉模拟计算表明,颗粒具有随动性,且粒度越小随动性越强,熔池中颗粒分布基本位于熔池流场环流区域,流场死区内无颗粒分布,颗粒分布主要受熔池内流场的分布影响。颗粒随气泡运动只有当气泡和颗粒运动方向不同时颗粒才能与气泡壁接触,释放到熔渣中。提高粉气比,不能影响颗粒的分布规律,但可以小幅度提高颗粒在环流区域内的分布范围,增加颗粒浓度。颗粒的粒度增加会抑制流场的湍东强度,影响颗粒的均匀分布。尤其是颗粒过大时,在近渣面层甚至出现空白。粒度减小,随动性增加,环流末端颗粒分布有所改善,但会减少颗粒在环流内部的分布。底吹流量过小颗粒不能随气体喷入喷嘴,流量增加,粉气比不变,熔池中间两流股相互吸引碰撞,形成两个大环流,横向流增加,环流流速增加,死区分布减少,颗粒分布均匀。图60幅;表5个;参56篇。

关键词：死区比例颗粒分布湍动能底吹喷粉

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七机七流中间包流场模型的优化试验

山东冶金 2017年第2期39卷 27-30页

作者：王新亮杨吉春任建秀山东钢铁集团永锋淄博有限公司山东淄博256410 内蒙古科技大学内蒙古包头014000 济钢耐火材料有限公司山东济南250200

根据中间包原型按照1∶2的比例制作中间包模型,利用们"刺激—响应"试验技术,以饱和KCl溶液为示综剂,将信号绘成RTD曲线。结合正交分析法对各影响因素进行分析,根据修正混合理论模型,得到中间包内死区体积比例,示综剂滞止时间等参数。结... 详细信息

根据中间包原型按照1∶2的比例制作中间包模型,利用们"刺激—响应"试验技术,以饱和KCl溶液为示综剂,将信号绘成RTD曲线。结合正交分析法对各影响因素进行分析,根据修正混合理论模型,得到中间包内死区体积比例,示综剂滞止时间等参数。结果表明,优化后无论塞棒工况还是定径水口工况,死区比例都远小于稳流器与挡坝配合控流情况,最优控流方案为:新挡渣墙100 mm导流孔、左右偏角24°、上扬30 mm+2~#中部挡渣墙导流孔设计+6-7流前挡坝、高度250 mm。

关键词：中间包流场优化 RTD曲线挡渣墙死区比例滞止时间

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承钢板坯连铸机中包控流装置的优化

承钢板坯连铸机中包控流装置的优化

洁净、高效、精细、创新——河北省2011年炼钢连铸生产...

作者：梁静召徐立山张俊粉薛启河李鹏河北钢铁股份有限公司承德分公司

根据相似原理建立1:3两流板坯连铸机中包内钢液流动的水模,研究了挡墙,挡坝和稳流器等控流装置对中间包内流体流动特性的影响。结果表明稳流器与挡墙和挡坝的合理搭配对中包内夹杂物的有效去除,减少中包内的死区比例,提出了一个控流结... 详细信息

根据相似原理建立1:3两流板坯连铸机中包内钢液流动的水模,研究了挡墙,挡坝和稳流器等控流装置对中间包内流体流动特性的影响。结果表明稳流器与挡墙和挡坝的合理搭配对中包内夹杂物的有效去除,减少中包内的死区比例,提出了一个控流结构优化的方案。

关键词：水模中间包结构优化死区比例

来源： cnki会议评论

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异型中间包流场水模型优化

异型中间包流场水模型优化