210t 顶底复吹转炉水模型实验研究.pdf

第 11 卷第 1 期过程工程学报
2011 年 2月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb. 2011
210 t 顶底复吹转炉水模型实验研究
陈敏 1, 廖广府 1, 李光强 1, 袁纲 1, 肖尊湖 2, 苏风光 2
(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. 湖南华菱涟源钢铁有限公司,湖南娄底 417009)
摘要:通过水模实验研究了 210 t 顶底复吹转炉底部供气元件的布置方式、顶吹气体流量和顶枪枪位等对熔池混匀
时间、冲击深度和冲击直径的影响. 结果表明,各因素对混匀时间、冲击深度和冲击直径的影响不同. 最短混匀时间
的操作参数为:底部布置方式 A3,顶吹流量 50000 Nm3/h,底吹流量 1000 Nm3/h,枪位 1700 mm,喷孔倾角 17°.
关键词:顶底复吹转炉;水模型;混匀时间;冲击深度;冲击直径
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009−606X(2011)01−0036−04
为了保证模型现象和原型现象相似,必须满足一定
1 前言
的相似准则. 以 210 t 转炉为原型,按模型与原型 1:7 的
顶底复吹炼钢法是在顶吹和底吹氧气转炉炼钢法比例设计模型. 模型的物理尺寸根据几何相似来确定.
的基础上,结合两者的优点和克服两者的缺点而发展起顶底复吹转炉中,重力和惯性力起决定作用,保证模型
来的,它是当今铁水炼钢的主要方法[1−5]. 顶底复吹炼钢与原型的动力相似的条件是修正的弗鲁德准数(Fr’)相
法的关键技术之一是在既定的熔炼热力学和化学动力等[6],如下式(1)所示. 经换算,表征模型与原型喷吹气
学(如反应物的组成及浓度、温度等)条件下,如何有效体的流量之间的关系如下式(2)所示.
调节影响熔池物料传输的操作参数,改善物料在熔池中
uu22ρρ
传输的动力学条件,提高物料在熔池中的利用率,达到 1g1= 2g2 , (1)
g(ddρρ−−) g( ρρ)
合适的熔池搅拌强度以缩短混匀时间,实现复合吹炼所 1l11g 2l2g2
具有的吹炼平稳、熔池内物料反应充分等优点 51ρρρ− 1
. d2 22glg222 2 (2)
QQ12=×[][ ][ × ] × ,
在复吹转炉中,影响吹炼效果的传输动力学基本参 d1111ρρρglg−
数确定为:(1)熔池中物料达到充分混合的时间,即混匀
式中,u1,u2 分别为模型与原型喷枪出口气流速度(m/s),
时间;(2)氧气射流对熔池的冲击深度;(3)氧气射流到
d1,d2 分别为模型与原型喷枪出口直径(mm),ρg1,ρg2
达熔池所覆盖的面积,即冲击直径. 为了解操作参数对
分别为模型与原型喷吹气体密度(kg/m3),ρ,ρ分别
熔池传输动力学条件的影响,有必要针对确定容量的转 11 12
为模型与原型内液体的密度(kg/m3),g 为重力加速度
炉炉型,研究底部供气元件的结构和布置方式、顶底吹
(m/s2);Q ,Q 分别为模型与原型喷吹气体的流量
气体流量及配合方式等工艺参数