重钢85t复吹转炉的水模型试验（一）

2007-01-31 07:12:08

    摘 要：通过重钢85t复吹转炉1：8的水模型，试验研究了顶枪枪位、底吹流量对转炉溶池混匀时间、炉口喷溅量、冲击深度和液面扰动的影响。实验表明，模型获得最大搅拌能的顶枪枪位为50~100mm；枪位在90~110mm时，由射流冲击引起的物理喷溅量达到最大值。建立了重钢85t转炉复吹工艺参数：冶炼前期顶枪枪为1600~1760mm，底吹流量240~350m3/h；中期两参数分别为1100~13000mm和160~200 m3/h，后期两参数分别为1040~1120mm和200~350 m3/h。

     重钢复吹转炉平均装入量85t。顶枪为4孔拉瓦尔喷头，供气流量1700 m3/h，纯吹氧时间17min。底吹供气元件为双环缝喷嘴，炉底喷嘴置如图1所示，底吹供气参数根据冶炼钢种不同，分A、B、C三种模式，如表1所示。

   表1 不同底吹模式供气流量/m3· h-1

    1、实验方法及原理

    实验采用相似原理对复吹转炉进行模拟。因钢液质量较大，水模型实验中主要考虑惯性力和重力。又因复吹过程是气液两相流的作用，因此相似准数采用修正的弗劳德准数[1]，即Fr′m= Fr′, Fr′m、Fr′分别为模型和原型的修正弗劳德准数。模型按1：8比例制作。

    实际生产中氧枪出口流速为超音速，而模型喷枪出口流速为亚音速。当以模型上的亚音速流模拟原型超音速流时，由于枪位的几何相似，会造成模型上射流与熔池接触面积偏大而中心流速偏低，因此试验对模型喷枪的枪位进行了修正，即用模型抢位减去相应的修正项[2]。在本实验条件下，枪位的修正值为80mm，实验所取枪位为各模型枪位减去修正值，模型与原型参数对应值如表2、表3所示。

    实验采用测试混匀时间的方法来确定不同吹炼模式下，熔池搅拌能的大小。实验测试了混匀时间、冲击深度和炉口喷溅量，并通过测试熔池液面扰动大小的方式，来反映熔池界面反应的动力学条件。

    表2 模型与原型枪位对照表/mm

    表3 模型与原型流量对照表/m3·h-1

    注：全文未完，待续！