氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉初期二次燃燒流場(chǎng)PIV測(cè)試研究.pdf

1、粒子成像測(cè)速技術(shù)（PIV）是近十幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種非接觸式流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)，通過(guò)對(duì)流場(chǎng)圖像的互相關(guān)分析獲取流速信息，克服了接觸式單點(diǎn)測(cè)量設(shè)備的局限性，能夠進(jìn)行二維和三維流場(chǎng)的測(cè)試，是一種非常有發(fā)展前景的無(wú)擾動(dòng)流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)。 二次燃燒技術(shù)是改善轉(zhuǎn)爐過(guò)程供熱和提高熱效率的有效措施之一，具有顯著改善冶煉熱平衡、合理利用能源、提高廢鋼比、投資少、效益高等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)爐二次氧射流的流動(dòng)特性及其與爐內(nèi)氣相場(chǎng)的相互作用對(duì)于優(yōu)化二次氧流股設(shè)計(jì)，進(jìn)一步

2、發(fā)揮二次燃燒的優(yōu)越性具有重要的作用。 本文在相似理論的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)建立了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐二次燃燒流場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，采用先進(jìn)的速度測(cè)試手段——PIV，測(cè)量了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉初期二次燃燒的冷態(tài)流場(chǎng)，分析研究了二次氧孔中心線與氧槍中心線的夾角、二次氧孔數(shù)目、二次氧孔與熔池面距離對(duì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響。 研究發(fā)現(xiàn)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉初期二次燃燒的主要燃燒區(qū)域流場(chǎng)結(jié)構(gòu)主要由內(nèi)側(cè)回流區(qū)、二次氧射流區(qū)、外側(cè)回流區(qū)三部分組成；二次氧孔中心線與氧槍中心線

3、的夾角強(qiáng)烈影響氣體流動(dòng)特征，隨著夾角逐漸增大，射流內(nèi)側(cè)回流區(qū)體積增大，可加快氧射流與CO等的混合與燃燒，但夾角過(guò)大，加大了對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的沖刷，同時(shí)降低了熱量傳輸效率；二次氧孔數(shù)目對(duì)二次燃燒流場(chǎng)有一定的影響，當(dāng)二次氧孔數(shù)目增多時(shí)，內(nèi)側(cè)回流區(qū)體積增加，氧射流邊界層變寬，外側(cè)回流區(qū)體積減?。浑S著二次氧孔與熔池面距離的逐漸增加，氧射流沿著垂直流股方向上擴(kuò)展，內(nèi)側(cè)回流區(qū)體積逐漸增大，外側(cè)回流區(qū)體積逐漸減小，二次氧孔高度由300mm增加到400mm時(shí)