《钢包钢包底吹氩实验方案及对策》.docx

钢包钢包底吹氯实验方案1吹氯精炼的影响因素氯气的精炼效果与吹氧量、吹氯压力、吹氯时间等因素有关1.1吹氯量搅拌气体进入熔池时，首先在喷嘴上形成气泡在气流动能的推动下到液相中，分散成无数的小气泡而上浮，同时在高温钢水中气体被加热而膨胀，从而产生了强烈的搅拌作用随着吹气量的增加，搅拌强度增大，而吹气量的增加是有一个I临界值的，如果吹气量超过某一临界值，吹入的气体从钢包底部向上部形成所谓的贯穿流，容易引起钢水发生喷溅，造成钢液表面覆盖的渣卷入钢液内部造成对钢液的污染另外当吹氧量偏低时，就限制了氧气的精炼作用，从而使氨气的脱氧、去气和保护钢水的作用都得不到充分发挥吹入气量是与吹气压力、吹气喷嘴结构等因素有关，可由试验决定在生产中通常根据不冲破钢包渣层裸樱钢水为原则来确定吹气量和压力1.2氧气压力氧气的压力大，搅动力也大，气泡上升速度快，但压力过大时，氧气流涉及范围越来越少，氧气泡与钢液的接触面减小，而且如压力过大时，气体会迅速地冲出钢液，要冲破钢液上覆盖的渣层，使钢液受到大气的氧化，对精炼效果反而不利为此要求吹入的氧气压力不要太大，一般以能克服钢液的静压力，刚好能在透气砖表面上形成气泡为合适如钢液深，刚所需的氢气压力大，反之，所需氧气压力小。

理想状态是使氧气流遍布全钢包，增加接触面积和延长氧气流上升的流程和时间1.3吹氯时间目前，普遍认为吹氯时问不宣太长，否则钢液温度下降太多，且由丁耐材受冲刷而使非金届夹杂物出现率增加，但吹氯时间不足，气体及非金届夹杂物不能很好地去除，吹氯效果不明显所以必须根据现场实际生产情况，以及要达到的精炼效果，从而确定合适的吹氯时间2实验原理物理模拟的理论基础是相似原理应用相似原理建立模型和进行实验时，必须保证两系统几何相似、物理相似对丁钢包底吹氯系统来说，引起体系内流动的动力主要是气泡浮力而不是湍流的粘性力，因此保证模型与原型的修正弗鲁德准数相等，就能基本上保证它们的动力相似，根据这一原则，选用修正的Fr'，就可以确定模型中吹气量的范围钢包底吹氧精炼的物理模拟采用水模型实验，用水模拟钢液，空气模拟氧气Fr；=Fr；即星羿一%’(2T)式中：财，％——液、水的速度，心旷一重力加速度，必队广一汁别表示模型.实物；日恒、P"P独、P空―液，水，氯气和空气的密度，H一池深度，m特征速度可由F式给出t4Q"当<2-2)nd式中：Q一体流最，m加d一底吹透气砖有效直径.四3实验参数的确定3.1钢包底吹氯工艺参数钢包主要工艺参数为：表1钢包主要参数表钢包容量/T钢包底部内径/mm钢包顶部内径/mm钢包局度/mm钢包内钢液面局度/mm3.2水模型的建立模型的几何尺寸，严格按照()的模型与原形比例制作。

钢包采用有机玻璃制作，用空气来代替氧气底部喷嘴用小的气室来代替，空气由空压机通过橡胶管吹入气室气体在气室混合均匀后由喷嘴吹入钢包原型与水模型物理参数如下表表2原型与模型的主要物理参数参数钢包实际参数水模模型参数高度/mm底部宜径/mm顶部直径/mm钢液面局度/mm气体流量/m3/h液体密度/kg/m33.3喷吹流量的计算试验中用水来代替钢液，用空气来代替氧气由(2--1)、(2--2)可得:「4~1Q=纺生)些性%xQ\矿JP*〈2-3)式中：入一模型与原型的比例()PAr一氧气密度，常温下为1.55kg/m3P空一空气密度，常温下为1.25kg/m3P水一水的密度，常温下为1.00X103kg/m3P钢一钢液密度，1660C时为7.00X103kg/m3代入(2-3)可求得：Qm=模型中吹气量为实际中的倍4实验方案设计4.1工艺参数的影响(1) 喷吹气体流量的影响钢包内的流动主要是由底部透气元传喷吹的氧气，在钢液中形成氧气泡，气泡上浮而引起钢液的搅动，然后气泡从钢液面逸出随着吹气量增大，搅拌越强烈气泡在上浮过程中带动火杂的上浮，搅拌越强上浮越充分，但当吹气量过大，渣层可能以液滴形式被卷入钢液而形成火渣。

所以必须优化调整台理的工艺参数2）底吹氯透气元件的布置研究表蹲，对丁100t以上大钢包，多采用单喷嘴喷吹和两喷嘴喷吹的模式两喷嘴喷吹，喷嘴火角多为90或180喷嘴距离中心半径r与钢包底面半径R之比r/R多为0.4-0.7不等研究表明，喷嘴靠近包壁，搅拌效果较好，但太靠近钢包壁，包村因冲刷所受的侵蚀则越严重透气砖应在0.4R至0.7R范围内安装4.2实验评价指标通过优化吹气量以及喷嘴的布置，达到提高钢包搅拌能的功效但试验中，直接测量搅拌能较为困难依照参考文献，取混匀时间与比搅拌功率的关系：L="800W一比搅拌功率T—混均时闾因此，可用混匀时间来简洁判定钢液的搅拌能力，混匀时间越短，对钢液搅拌能力越强4.3实验方案在钢包底部沿直径方向选择了两个不同位置安装喷孔，喷孔到底部中心间距分别为1/2R、2/3R实验中采用了五中种方式进行吹气搅拌，分别为单孔喷吹、等半径双孔喷吹火角为90°、等半径双孔喷吹火角为180°、不等半径双孔喷吹火角为900和不等半径双孔喷吹火角为180°改变送入气量的大小，测出混匀时间，挑选最佳的喷嘴布置方式及气量表3实验中吹氧量的选择气里编亏123456a（m/h）Q(m3/h)单双注：Q'--生产实际底吹气体流量，Q一实验底吹气体流量，Q=O.0139Q'喷嘴布置方案：（1）单喷嘴模式采用一个喷嘴底吹气搅拌，喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R、2/3R两种不同的方式（简称1/2R和2/3R）均采取l〜6个气量进行喷吹，测出混匀时间。

⑵等半径双孔喷嘴模式（火角900）采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴与包底中心连线互相垂直喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R2种不同的方式（简称等径1/2R90°、等径2/3R900）均采取l〜6个气量进行喷吹，测出混匀时间3）等半径双孔喷嘴模式（火角180°）采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴在同一条直径上喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R2种不同的方式（简称等径1/2R180°、等径2/3R1800）均采取l〜6个气量进行喷吹，测出混匀时间⑷不等径双孔喷嘴模式（火角900）采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴与包底中心连线互相垂直这一种方式的两个喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R,（简称不等径900）均采取l〜6个气量进行喷吹，测出混匀时间5）不等径双孔喷嘴模式（火角180°）采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴在同一条直径上这一种方式的两个喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R（简称不等径180°），均采取l〜6个气量进行喷吹，测出混匀时间数据记录表格如下：表4单孔单喷嘴模式混匀时间/tQ(n3/h)1/2R2/3R表5双孔喷嘴模式混匀时间/tQ(n3/h)等径1/2R90°等径2/3R90°等径1/2R180°等径2/3R1800不等径90°不等径180°5实验装置及相关设备(1)实验装置实验装置示意图如图2-6钢包模电导液图2-6实验装置示意图附届仪器空压机、气体流量计、数码摄像仪、电导率仪、记录仪等。

6实验方法6.1混匀时间的测定测量混匀时间分布，通常采用“刺激一响应”技术其方法是：在钢包中钢液活跃处输入一个刺激信号，信号一般使用示踪剂来实现，然后在钢包滞留处测量该输入信号的输出，即所谓响应，从响应曲线可得到混匀时间要求钢包底吹氯精炼过程混匀时间越短越好实验中，将模型中注入水，达到要求的液面高度打开风机，将空气抽入空压机，达到一定压强后，通过调整流量计来控制欧气量预先欧3分钟后，待模型中流动稳定，将定量的NaCl溶液通过漏斗进入液面以下，缓慢注入喷吹中心附近(单喷吹)或两个喷嘴连线中心点正上方(双喷吹)，将电极插入喷嘴远端的底部滞留区用电导率仪测量模型中水的电导率变杞混匀时间最终根据电导率的波动不超过稳定值的5的定并用函数记录仪记录变化曲线，然后计算混匀时间每组实验测量三次，取三次时间平均值，将记录下来的数据绘制成曲线，进行数据分析比较，找出最佳的供气位置NaCl溶液图2.7测量方法7实验数据分析对所测量的数据进行绘制曲线，进行比对分析，对单孔钢包底吹氯与双孔底吹氯进行细致分析，探寻最优的吹氯方式，并且确定钢包底部开孔的合理位置除此之外,分析供气量对钢包底吹氧钢包内流长，混匀时间，温度场的影响，并得出结论。

参考文献：[1] 任三兵，陈义胜.大型钢包双孔吹氯最佳位置的探讨[J].包头钢铁学院学报，200322(3):193-197.[2] 李有奇，丁华财.钢包底吹氧性能优化水模型试验[J].钢铁机钛，201031(1):24-29幸伟.钢包底吹氯工艺开发[J].武汉科技大学,2005单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。