rh精炼过程循环流量及夹杂去除的水模型研究

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1、第36卷第6期武汉科技大学学报Vo1．36。No．62013年12月JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyDec．2013RH精炼过程循环流量及夹杂去除的水模型研究骈建峰，沈巧珍，许飞，郑和武，吴维轩(1．武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，430081；2．武汉钢铁股份有限公司第一炼钢厂，湖北武汉，430083)摘要：以某钢厂120tRH真空精炼炉为原型建立水模型，研究不同工艺参数对RH精炼过程钢液循环流量和夹杂去除率的影响。结果表明，钢液循环流量随着驱动气体流量、浸入深度、真空度、气孔数的增大而增大，随处

2、理量的增大而减小，实验室循环流量最佳工艺参数为：气体流量2．8rn。／h，浸入深度150mm，真空度3614Pa，气孔数12个；夹杂去除率随驱动气体流量、浸入深度、真空度和气孔数的变化均不是单调的，而是存在一个最佳值使夹杂去除率最高，实验室去除夹杂的合理工艺条件为：气体流量2．21TI。／h，浸入深度125mITl，真空度为3500Pa，气孔数8个。关键词：RH真空精炼；水模型；循环流量；去夹杂中图分类号：TF769．4；TF704．7文献标志码：A文章编号：1674—3644(2013)06—0411-05近年来由于高品质钢冶炼的需要，RH真空弗鲁德准数相等(F一F钢)即可保证其动力相精炼

3、装置已成为提高钢液纯净度必不可少的手似。由此可算出模型相对于原型的气体流量为段。RH精炼装置内的脱碳、脱气、去夹杂等主要Q模一0．0325Q(1)冶金反应实际上是通过钢液的循环流动来实现式中：Q模、Q原分别为模型和原型的气体流量，的，其流动行为和状况将直接影响到精炼反应的m。／h。效率_1]。本文以某钢厂120tRH真空精炼炉为1．2实验装置原型，建立了1：4的水模型，通过物理模拟实验以120tRH真空精炼炉为原型建立水模型，对RH装置循环流量及夹杂去除率进行研究，分实验装置简图见图1。模型以空气模拟氩气；用析了各参数对循环流量及夹杂去除率的影响。以邻苯二甲酸二丁酯乳状液滴模拟钢液中夹杂物，

4、期为现场生产工艺参数的优化提供依据。该乳状液滴不被水润湿，在水中碰撞形成簇状物的过程和钢液中夹杂物碰撞形成簇状物的过程十1实验分相似，可较好地模拟钢液中夹杂物碰撞长大行1．1实验原理根据相似论理论]，模型与原型之间满足几何相似和动力相似即可保证模型与原型的相似。本实验中模型与原型的几何相似比为1：4，模型和原型的主要参数见表1。由于RH精炼过程液体循环流动的主要动力为气泡浮力，因此只要满足模型与原型的修正表1原型和模型的主要参数(单位：mm)1空压机；2一储气罐；3一气体流量计；4真空泵；Table1Mainparametersoftheprototypeandmodel5一真空室；6一钢包

5、；7一有机玻璃桶；8一溜槽；9水泵；1O液体流量计；11水箱图1实验装置示意图Fig．1Schematicdiagramoftheexperimentalsetup收稿日期：2013-0703作者简介：骈建峰(1988一)，男，武汉科技大学硕士生．E—mail：wustpjf@163．com通讯作者：沈巧珍(1954)，女，武汉科技大学教授．E—mail：sqzrxj@msn．corn412武汉科技大学学报2013年第6期为；用密度略大于模拟夹杂物的食盐水模拟钢液。20min，每隔1rain记录一次夹杂去除量。某时1．3循环流量的测定刻夹杂去除率的计算公式如下Ⅲ：循环流量的测定采用体积法。调

6、节液体流量一(>V)／v。(2)计，使有机玻璃桶内的液位与钢包内液位稳定并’相平，此时流量计的读数即为RH循环流量。式中：为前志次时间段内夹杂的去除率之1．4夹杂去除率的测定和，；V。为初始加入的邻苯二甲酸二丁酯的体RH装置运行稳定后，将一定量的邻苯二甲积，mL；V为第i个时间问隔内去除的纯邻苯二酸二丁酯乳状液滴均匀加入到钢包内，同时从钢甲酸二丁酯的体积，mL。包底部以一定流量注入与钢包内密度相同的食盐1．5实验方案水，使上浮至钢包液面的乳状液随着溢出的液体实验采用控制变量法，分别研究驱动气体流一同流出，在溜槽出口处收集溢出混合溶液，通过量、处理量、浸入深度、气孔数和真空度对循环流处理得到纯

7、邻苯二甲酸二丁酯。每次实验处理量和夹杂去除率的影响。实验方案如表2所示。表2实验方案Table2Experimentalscheme注：本实验定义插入管底部距离钢包液面的距离为RH插入管浸入深度；实验4中的驱动气体流量是指单L驱动气体流量，其他实验中的驱动气体流量是指12个孔的总驱动气体流量；实验4中4／6／12为循环流量研究实验中的气L数，4／6／8／12为夹杂去除实验中的气孔数。环流动的动力，驱动气体流量