RH真空裝置內頂槍噴粉過程的物理與數學模擬.pdf

1、RH真空精煉裝置的多功能化，使得許多高性能鋼生產成本大大降低，其功能的進一步發(fā)展已經成為鋼鐵冶金界的重要研究內容。作為其中一個重要的發(fā)展方向，RH真空精煉裝置內噴粉工藝解決了鋼水深脫碳和深脫硫技術中存在的生產周期延長，溫度損失大，鋼水容易增氮和增碳等問題。 本論文利用物理模型研究了RH真空精煉裝置內頂槍噴粉工藝過程，對頂槍在真空室內中心位置、上升管位置上方和下降管位置上方噴粉進行了研究，考察了上升管的驅動氣量、頂槍氣量、項槍高度

2、和液面高度(真空度)等工藝因素對鋼液的混合特性和粉劑的穿透特性的影響規(guī)律，結果表明： (1)頂槍在真空室內鋼液上方中心位置噴粉時，頂槍氣量增加，鋼液的均混時間隨之增大，并具有最大值。頂槍噴吹時形成的沖擊坑，影響鋼液的均混時間，影響的大小與沖擊坑的深度和形狀有關。驅動氣量增大，達到一定值后，繼續(xù)增加驅動氣量，均混時間不再減少。真空度越高，均混時間越少。噴入粉劑的穿透比隨頂槍高度的提高而逐漸減少，并在液面以下時減少較快。頂槍槍位越高

3、，驅動氣量對噴入粉劑的穿透比影響越大。頂槍槍位低于液面時，驅動氣量的增加對粉劑的穿透比影響較小。當驅動氣量較大時，槍位的高低對粉劑的穿透比幾乎沒有影響。頂槍氣量增加，噴入粉劑的穿透比隨之增大，并具有最大值。 (2)頂槍在上升管位置上方噴粉時，隨著液面高度的增加，頂槍氣量對鋼液均混時間的影響逐漸減小，當液面高度增加到一定值后，頂槍氣量幾乎不影響鋼液的均混時間。驅動氣量對鋼液的均混時間的影響與頂槍在中心位置噴吹時一致。存在一個最佳頂

4、槍氣量，該氣量下噴入粉劑的穿透比最大。 (3)頂槍在下降管位置上方噴粉時，驅動氣量在達到較大值時，真空度對均混時間影響極小；隨著頂槍槍位的提升，鋼液的均混時間縮短。隨著頂槍高度的提高，頂槍槍位位于液面以下時粉劑的穿透比增加，高出液面以后穿透比逐漸減少；粉劑的穿透比隨驅動氣量的增加而增加；隨著頂槍氣量的增加，噴入粉劑的穿透比隨之增加；下降管上方液面產生的漩渦增加了噴入粉劑的穿透比。 (4)頂槍在下降管位置上方噴粉時，鋼液的

5、混合特性和粉劑的穿透特性優(yōu)于頂槍在上升管和中心位置上方噴粉。本文根據動量定理，建立RH精煉裝置內頂槍噴粉時，進入流動鋼液內的粉氣流行為的數學模型。通過計算表明，粉氣液三相流軸向速度沿水平方向先減小后增加，弗勞德數越大，粉氣液三相軸向速度達到最小值的水平距離越遠。粉氣液三相流軸向橫斷面直徑沿著水平方向逐漸增大，三相流軸向橫斷面直徑隨弗勞德數的增加而減小。 在實驗的基礎上，本文提出RH真空室下降管位置上方噴粉新工藝的設想，為生產超低