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1、2005年12月炼钢Dec.2005第21卷第6期SteelmakingVol.21No.6·33·钢包底吹氩过程数学物理模拟研究幸伟,沈巧珍,王晓红,朱必炼,罗春胜(湖北省钢铁冶金重点实验室(武汉科技大学),湖北武汉430081)摘要:以130t钢包为研究对象建立水力学模型,以电导法测定了底吹氩钢包内钢液的混匀时间,讨论钢包底吹氩工艺中透气元件不同布置方式以及不同吹气量对钢液混匀时间的影响。同时用数值模拟的方法,对钢包内流场进行计算,探讨各种情况下钢包内流场变化,提出最佳底吹气搅拌位置及吹氩制度。关键词:吹氩;混匀时间;搅拌;数值模拟中图
2、分类号:TF769文献标识码:A文章编号:100221043(2005)062003324WaterModelandNumericalSimulationonArgonBlowingfromBottomofLadleXINGWei,SHENQiao2zhen,WANGXiao2hong,ZHUBi2lian,LUOChun2sheng(HubeiIronmakingandSteelmakingKeyLaboratory(WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430081,China)Abstr
3、act:Awatermodelfor130tladlehasbeenestablishedandthemixingtimeofthemoltensteelintheladlemeasuredbyconductivitymethod.Theeffectsofdifferentarrangementofpermeableele2mentsanddifferentgasblowingrateonthemixingtimeofthemoltensteelintheprocessofladlebottomargonblowinghavebeendis
4、cussed.Inthemeanwhiletheflowfieldinsidetheladleisnumer2icallysimulatedandthechangesoftheflowfieldintheladleindifferentconditionsareinvestigatedandtheoptimalbottomargonblowingpositionsandargonbubblingpatternsdetermined.Keywords:argonblowing;mixingtime;stirring;numericalsimu
5、lation钢包底吹氩搅拌技术是一种经济适用且简单外,对于钢包底吹氩系统来说,引起体系内流动的易行的精炼方法,能有效的均匀钢水温度和成分,动力主要是气泡浮力而不是湍流的粘性力,因此去除有害气体和夹杂物,改善钢液质量而得到广保证模型与原形的修正弗鲁德准数相等,就能保泛的应用。证它们的动力相似,根据这一原则,可以确定模型在应用钢包底吹氩技术进行精炼时[2],要涉及中吹气量的范围。到钢包底部喷嘴位置、喷嘴数目以及喷吹流量的2ρg·vFr′=(1)选取和设定。但在实际生产操作中,往往存在因ρl·g·H供气量过小使搅拌不理想,供气量过大而造成钢式中,
6、Fr′为修正弗鲁德准数;v为特征速度,2液表面覆盖的渣卷入钢液内部,造成对钢液的污m/s;g为重力加速度,m/s;ρg、ρl为气体和液体染3;喷嘴位置不佳,钢液成分和温度不均匀等问的密度,kg/m;H为熔池深度,m。题。文中对国内某钢厂130t钢包精炼的现有技特征速度v可由下式给出:术条件进行了水力模型实验和数学模型计算,针4Qv=2(2)对现场实际情况,确定合理的底吹氩制度[1]。πd3式中,Q为气体流量,m/h;d为底吹透气砖1物理模型实验有效直径,m;1.1实验原理Fr′m=Fr′f(3)根据相似理论,除保证模型与原型几何相似式中,F
7、r′m为模型;Fr′f为实物,模型与实作者简介:幸伟(1979-),男(汉族),湖北孝感人,湖北省钢铁冶金重点实验室(武汉科技大学),硕士。·34·炼钢第21卷物比例取1∶4。待模型中流动稳定后,将定量的KCl溶液加至模由式(1)、(2)、(3)可得下式:型中。用电导率仪测量模型中水的电导率变化,Qm=0.014Qf(4)并用函数记录仪记录其变化曲线,计算混匀时间,3式中,Qm为模型气体体积流量,m/h;Qf为找出最佳的供气位置。3实物气体体积流量,m/h。1.4.2卷渣现象的测定1.2实验方法用混合油模拟顶渣,通过吹入不同量搅拌气通过优化
8、吹气量以及喷嘴的布置,达到提高钢体,观察油层和水层的卷混情况,用高速摄像仪记包搅拌能的功效。但实验中,直接测量搅拌能较为录下来,转入电脑中进行分析,找出卷渣出现的临[3]困难。据
