RH處理過(guò)程鋼包鋼液流動(dòng)行為與碳濃度分布模擬研究.pdf

1、在RH精煉過(guò)程中，鋼液流動(dòng)狀態(tài)直接影響鋼液成分和溫度的均勻性，對(duì)縮短精煉時(shí)間，改善精煉效果起著十分重要的作用。目前，寶鋼使用RH-MFB工藝生產(chǎn)IF鋼的技術(shù)在國(guó)內(nèi)已處于領(lǐng)先水平，但是為了將該項(xiàng)技術(shù)更好地應(yīng)用于超低碳鋼的生產(chǎn)，有必要對(duì)其精煉過(guò)程中的鋼液流動(dòng)與混合以及碳濃度分布情況進(jìn)行研究。 以寶鋼300tRH-MFB精煉設(shè)備的鋼包作為研究對(duì)象，從鋼液循環(huán)流動(dòng)角度出發(fā)，利用CFX軟件建立RH-MFB精煉過(guò)程中鋼液流動(dòng)與混合的數(shù)學(xué)模型

2、，討論工藝、設(shè)備等因素對(duì)鋼液流動(dòng)與混合的影響；以鋼液流場(chǎng)模擬為基礎(chǔ)，結(jié)合脫碳反應(yīng)機(jī)理，建立鋼包碳濃度分布的數(shù)學(xué)模型，分析脫碳過(guò)程中鋼液碳濃度的分布及其變化情況以及工藝設(shè)備等因素對(duì)脫碳過(guò)程的影響。 鋼液流場(chǎng)模擬結(jié)果表明，鋼包內(nèi)存在兩個(gè)明顯的回流區(qū)，一個(gè)是下降管到上升管之間的回流區(qū)；另一個(gè)是下降管和鋼包壁之間的回流區(qū)，該回流區(qū)靠近鋼液面附近區(qū)域的鋼液速度較小。現(xiàn)有條件下，示蹤劑在鋼液的混勻時(shí)間為255s，適當(dāng)改變工藝設(shè)備條件，如吹氬

3、流量增大到4000NL.min<'-1>、浸漬管直徑增大到800mm都能在一定程度上改善鋼液流動(dòng)性，混勻時(shí)間分別縮短25s和20s，但增大浸漬管浸入深度對(duì)鋼液混勻時(shí)間的影響不明顯。碳濃度場(chǎng)的模擬結(jié)果表明，脫碳處理過(guò)程前10min，鋼液碳濃度降低最快，隨著脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，脫碳速率逐漸降低。雖然不同時(shí)刻，鋼包下降管出口下方的鋼液碳濃度相對(duì)最低，下降管和鋼包壁靠近鋼液表面區(qū)域的鋼液碳濃度相對(duì)最高，但鋼包各區(qū)域內(nèi)的碳濃度都是逐漸降低的。鋼液碳濃

4、度模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，根據(jù)模擬結(jié)果可確定出取樣點(diǎn)的合理位置。吹氬流量增大到4000NI．min<'-1>，浸漬管直徑增大到800mm都可以一定程度上提高脫碳速率，使鋼包內(nèi)平均碳濃度降至10×10<'-6>的時(shí)間分別提前110s和100s。根據(jù)本研究結(jié)果，300tRH-MFB設(shè)備合理工藝參數(shù)是：吹氬流量為4000NL．min<'-1>，浸漬管直徑為800mm，循環(huán)流量可達(dá)到256t-min<'-1>，鋼液從下降管的流出速度可達(dá)到1