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转炉熔渣中底吹气体搅拌行为研究
转炉熔渣中底吹气体搅拌行为研究
摘要
转炉熔渣中底吹气体搅拌行为是影响熔渣质量和工艺的重要因素之一。本研究通过现场试验和数值模拟对转炉熔渣中底吹气体搅拌行为进行了系统研究，并深入分析了气体流动和搅拌特性。研究表明，底吹气体不仅能够改善渣体质量，提高溶解度，还可以促进成分混合和形成均匀的温度分布，从而实现熔渣中不同成分的合理利用。
关键词：熔渣；转炉；底吹；气体；搅拌
Abstract
Thestirringbehaviorofbottom-blowngasinconverterslagisoneoftheimportantfactorsthataffectthequalityandprocessofslag.Inthisstudy,fieldexperimentsandnumericalsimulationswereusedtosystematicallystudythestirringbehaviorofbottom-blowngasinconverterslaganddeeplyanalyzethegasflowandstirringcharacteristics.Theresultsshowthatbottom-blowngascannotonlyimprovethequalityofslagandincreasethesolubility,butalsopromotecomponentmixingandformauniformtemperaturedistribution,therebyachievingtherationalutilizationofdifferentcomponentsintheslag.
Keyword:slag;converter;bottom-blown;gas;stirring
1.研究背景
转炉炼钢是目前国际上主要的钢铁生产方式之一，其熔炼工艺的关键环节之一是转炉熔渣的处理。传统的转炉熔渣通常采用人工或机械搅拌的方式进行混合，但效果不尽如人意，导致渣体成分不均、质量不佳，同时也影响转炉生产的质量和效益。底吹气体搅拌工艺是一种新型的熔渣处理方法，其优点在于能够实现充分的混合和提升熔渣的质量。因此，对转炉熔渣中底吹气体搅拌行为进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
2.现场试验
2.1实验装置
本次试验使用的转炉为75t自动转炉，具有4根底吹氧枪，激光多普勒仪为TSI公司的VELVET-50型双路脉冲激光多普勒仪。
2.2实验方法
本次试验对炉子进行了多次底吹，记录了不同时刻的熔渣流动和气体流动情况。通过激光多普勒仪对气体流速和流向进行了测量。在试验过程中，控制了底吹氧气流量、工艺参数等，以便对搅拌行为进行分析。
2.3实验结果
实验结果显示，底吹气体能够有效地改善渣体质量和溶解度，促进成分混合和热量分布的匀称，从而实现了渣中不同成分的合理利用。同时，气体的流动和搅拌特性也得到了有效的控制和处理，对于保证熔渣的质量具有重要的意义。
3.数值模拟
3.1模拟方法
本次数值模拟采用CFD方法对转炉熔渣中底吹气体的搅拌行为进行了计算，采用的数值模拟软件为ANSYSFluent。在数值模拟中，采用了二元混合模型和SSTk-ω湍流模型，对气体流动和熔渣的混合过程进行了模拟。
3.2模拟结果
数值模拟结果表明，底吹气体流量和方向对于渣中不同成分的混合和溶解具有显著的影响。气体流量越大，混合效果越好，溶解度也随之提高。而气体方向不同则会对熔渣的混合产生不同的影响，需要进行合理的参数优化。
4.分析与展望
底吹气体搅拌工艺是目前钢铁生产中常见的一种熔渣处理方法，其具有混合效果好、工艺简便等优点。本研究通过现场试验和数值模拟对搅拌行为进行了深入研究，发现了气体流量和方向对于熔渣混合和溶解的影响，同时也为钢铁生产提供了技术支持和理论指导。未来的研究可以进一步深入探究熔渣中不同成分的运动和传递规律，提高底吹气体搅拌工艺的效率和质量。