气体旋流喂丝枪的实验研究

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1、万方数据第33卷第3期2012年6月河北科技大学学报JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnologyV01．33，No．3June2012文章编号：1008—1542(2012)03-0231—06气体旋流喂丝枪的实验研究严清华，熊烈强(武汉工业学院机械工程学院，湖北武汉430023)摘要：研制了针对国内炼钢设备现状的气体旋流喂丝枪。该喂丝枪可直接套装在导丝管外进入钢液或铁液内部。完成了在大气压下的水模拟试验和压力水试验。在水模拟试验中，观察到了液面漩涡、液中气囊以厦环流和旋流；在压力水试验中，测

2、试了喂丝抢与不同丝配合的极限压力，即喂丝枪的特性曲线。根据Pfizer的工业实验数据，合理选择喂丝工艺参数，预计使用气体旋流喂丝枪的钙收得卒会超过30％。关键词：钙处理；喂丝机；喂丝枪；气体旋流中图分类号：TF713．6文献标志码：AExperimentalresearchintogasrotarywire—feedinglanceYANQing—hua，XIONGLie-qiang(SchoolofMechanicalEngineering．WuhanPolytechnicUniversity，WuhanHubei430023，China

3、)Abstract：Thegasrotarywire-feedinglanceisdevelopedforthepresentsteel—makingequipment．Thelancecanbeuseddirect—lywiththeguidepipe．Watersimulationandpressurewatersimulationarecarriedout．Inwatersimulation，thevortexonthesuHaee，thecavityandtherecirculatoryandrotaryareobserved．Th

4、echaracteristiccurvesofthelancecoupledwithdifferentwiresaredisclosedinpressurewatersimulation．AccordingtothetestdatafromPfizer，therecoveryofcalciumwillbeover30％whenusingthegasrotarylanceunderidealprocessingparameters．Keywords：calciumtreatment；wire-feedingapparatus；wire-fee

5、dinglance；gasrotary喂丝技术是将熔点低、密度轻的合金元素置于包芯线中，通过喂丝机将其送入钢液或铁液内部后，再均匀地溶解在高温钢液或铁液中。喂丝的优点如下：能准确控制合金元素添加数量，提高和稳定合金元素的利用率；添加过程无喷溅，避免了钢液或铁液再氧化；精炼过程温降小；设备投资少；处理成本低。目前，包芯线中的元素分别有铝、钙、镁、硅、锰、硼、硒、碲、钛、钒、铌、钇、铅、钡、铋、铈和碳等及其合金；喂丝方式有表面喂丝和内部喂丝[1]。如何提高和稳定合金元素在钢液或铁液中的收得率，国外采用大直径包芯线”1或双核包芯线[3]或深枪内部

6、喂丝[1]；国内仍处于小直径(4513iTlm及以下)表面喂丝阶段。以钙为例，内部喂丝的合金元素收得率显著高于表面喂丝，见图It“。在内部喂丝系统中，喂丝机和导丝管(喂丝枪)之间有压缩空气驱动的活塞气缸密封装置，氩气和钙丝从喂丝枪中的同一通道进入钢液内部，见图2t”。钙属于一种较为活泼的元素。钙的熔点为843℃。液态钙的密度约为1550kg／m3，钢液的密度约为7000kg／m3。因此，钙珠在钢液中极易上浮；在气态下，钙则以更快的速度上升。钙蒸气的饱和压力和饱和温度之问的对应关系为H3收稿日期：2012—02—23；责任编辑：冯民作者简介；

7、严清华(1978一)，女·湖北当阳人．讲师，硕士，主要从事流体力学，钢包喂丝等方面的研究。万方数据河北科技大学学报lgP一半_1．39119￡+12．45X133．3。(1)式中：P为饱和压力(Pa)；t为温度(℃)。饱和压力与钢液对应的深度称为临界深度，换算关系为^一详，㈤式中：h为临界深度(m)；

8、D为钢液的密度(kg／m3)。当钢包温度一定时，将钙送入钢包的深度大于临界深度，钢液静压力将抑制钙的汽化，使钙收得率大幅提高。国内外的研究主要集中在如何将钙送入临界深度以下。目前，国内在喂丝机和导丝管之间没有密封装置，还不能实现内部喂丝。笔者

9、研制了将气道与丝道分开、利用气体旋流使钢液旋转的气体旋流喂丝枪，并介绍了其结构、工作原理。展示了在水模拟实验中观察到的液面漩涡、液中气囊、环流和旋流照片，以及在压力水试验中得到的