D0I:10.13374/i.issm1001-053x.1958.02.005 北京镧鐵工業學院學報 第6期1958年9月 三排風眼渦鼓形側吹搏爐的水力擊模型 陳良緒，嚴友梅、王弘毅、王惠 (煉纲教研組) 摘要 三排风眼禍鼓形侧吹轉墟水力學模型試驗，是在同时滿足模型中城气的福利德 规苑教與實驗摄子中相等和雷諾规苑数達到自動模型化範团的條件下進行的。 根据實驗結果說明渦放形侧吹韓城使用三排风眼在具有合適的位置、风眼个 数，直独、角度、和各排問的風量分配时，以同时達到减少喷溅损失、提高辆水 温度、提高城视壽命和减少治煉时間的目的。此外根据试验結果認禽渦鼓形侧吹韩 摊從减少喷溅损失着眼磨該將墟帽傾角反轉。 一、引唐 在今年四月下旬召开的全国鞋爐煉鋼試驗研究会議上，上海铜铁公司提出了关于侧吹樽 城使用多排风眼的报告。报告中說明側吹轉爐使用多排风眼可以延長爐襯寿命、提高温度、 加速熔煉过程。同时也提出了一些問題，例如：上錕三使用双排风眼以后貲骚損失州多；一 氧化碳的燃燒虽有进步，但是改善不多，因此爐温的提高究系何因尙不明确；此外，尙未了 解多排风眼的位置、角度、风眼个数、和次风眼述出风量的大小对耀内水力学过程的影响、 为了在已經进行的工作的基础上找到一个合理的三排风眼秸舞和上递問题的解答，因此在：水 力学模型上以不同的风眼佈☒、角度、和风量分配进行了研究。 弑驗是按上铜六厂渦鼓形轉爐模化进行的。 二、武驗設備 流量孔执 轉爐模型是用透明塑料制造的，模型的縮尺此例 为1：8，在模型熔池中放入水銀以模化鋼液，自囀爐 模型的风箱通入水进入墟膛以模化爐气的运动，模型 ☒☒ 风箱分为二个，下面风箱供主排与二排风眼进水，上 璃 面风箱供三排风眼进水。装置見图1。 箱 模型放在玻璃箱中以便观察和避免水哨到外面， 水流量的控制是用結門1，测量水的流觉是由孔板进 行的，由模型媚口質出的水通过結門2排走。为了观察 水的运动，分别自主排和三排风眼各师入一根辆管， 以通入室气泡：空气泡随水运动即可由气泡运动的軌 周1 弥看出水的流动图形。这种下面放有银水模化鋼液，上通水模化城气的模型製置，使我們 可以锦合地观察“嬗气”的运动与熔池中“夠液”运动中各现象之間的洲互关系，並使“墟
北 京 钢 娥 工 素 祭 院 季教 第 期 年 月 三排夙眼涡鼓形侧吹翰姐的水力卑模型 味 良 绪 ， 族 友 梅 、 王 弘 毅 、 王 惠 球姻教研组 摘 要 三 排 夙 眼 涡 鼓 形侧吹搏 墟 水 力 学模 型 认脸 ， 是在 同 日寺满 足 模 型 中波 气的 福利 德 规花数典 窗脸坡 子 中相 等和 雷带 规乾 数速 到 自勤模 型 化 花 团 的搽 件下追 行 的 。 根据 责脸结果锐 明 涡 鼓 形 侧吹搏 波使 用 三 排 夙 眼在具 有合通 的 位 置 、 夙 眼 个 数 ， 直 径 、 角度 、 和 各排 简 的 夙 量分 配峙 ， 可 以 同待 速 到 诚 少 喻 溅 损 失 、 提 高钠 水 沮 度 、 提 高玻舰毒命和诚 少 冶 咏峙 简 的 目 的 。 此外 根据拭脸结来韶 名涡 鼓 形侧吹搏 城 捉诚 少喷诚 损 失 着眼 雍铁将波 帽倾 角反 搏 。 一 、 引 言 在今年 四 月下旬 召 开的全国棘煊燎剔就撇研究会浅 上 ， 上海翎敛公司提出 了关于侧 吹 博 煊使用多排凤眼的报告 。 报告中靓 明侧 吹棘煊使 用多排凤眼可以 延畏旅嵌寿 命 、 提高温度 、 加速熔辣过程 。 同时也提出了一些 周题 ， 例如 上铜 三 厂 使 用双排风眼以后喷滋损 失 加 多 一 氧化碳的燃烯虽有进步 ， 但是改善不 多 ， 因此蝮温的提高究 系何 因街不 明确 此外 ， 尚未 了 解 多排风眼的位置 、 角 度 、 风眼个 数 、 和次凤 眼流出凤量的大小对煊内水 力学过程的影响 。 为 了在 已握进行的工作的基础 上找到一个合理的三排凤眼拮磷和 上述尚题的解答 ， 因此在水 力学模型上以不 同的 风眼怖置 、 角度 、 和 凤量分配进 行 了研究 。 藏段是按上剔六厂淌鼓形 膊燎模化进 行的 。 璃琅箱 二 、 献旅毅情 搏姐模型是用透明塑料制 造的 ， 模型的精尺此例 为 ， 在模型熔池 中放入水跟以模化铜液 ， 自搏燎 模型的凤箱通入水进人煊膛以模化煊气的运动 ， 模型 风箱分为二个 ， 下面 凤箱供主排与二排 凤眼进水 ， 上 面凤箱供三排凤眼进水 。 装置兑 图 。 模型放在坡璃箱 中以便晚察和避免 水吱 到 外面 ， 水流量的控制 是 用桔 阴 ， 测量水的 流量是 由孔 板进 行的 ， 由模型煊 口 晴出的水通趁拮 阴 排 走 。 为 了粗 察 水的坛动 ， 分别 自主排和三排凤眼各抓 入 一根铜 管 ， 以通 入 室气饱 空气饱 随水坛动即 可 由气抱运动的轨 入 ‘ 肇 ” 圆 肺看出水的 流动 图形 。 这种 下面 放有银水模化铜 液 ， 上面 通水模化慷气 的模型装置 ， 使我们 可以粽合地观察 “ 烙气 ” 的运动与熔池 中 “ 剔液 ” 运动 中各现 象之 阴的相 互关 系 ， 亚使 “ 嫂 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1958．02．005
-62- 侧院學報 气”的流动图形更进一步地与实际情况相似。 三、相似條件 熔池的运动相似要求修正过的气体福利德規范数相等，即 Fre=Fr, PeV p'.V' （(0.-p.)g=(p-.jg） 式中Pg,P,一分别为气体和熔池中液体的密度； V。一为气体速度； (一为特性象尺寸； g一一为重力加速度； 在式中凡右上角帶撒者均相应为模型中的变数。以下同此， 爐气的运动相似要求气体的雷諾規范数相等，即Re:=Re:或Re:数达到自动模型化 范圍。但是根据Fr:=Fr:計算通入模型中水的泷量为4.66M3/小时，而要使遗气运动相似 R数达到自动模型化范倒，即需要水流址大子TM3/小时，为了使同一水的流量既能滿足熔 池运动相似，又能游足城气的运动相似，我們朵用了破坏风眼几何相似的方法，使水的流培 增多以滿足城腔中墟气运动湘似的要求，而对熔池的运动祖似則是保持自风眼射出的水的动 量与在未破环风眼几何相似时自模型风眼中射出的水的动量相等。 因此按动量(v)不变，当风眼直徑变化后流量的变化如下： 原模型的风眼直徑为d1,水流量为Qi,改为d?与Q:,則原来的动量为 (mv)1=(Qi,p)×-, d；改为d站.Q:后(mv)=(Q:p)× Q! 4 因保持动量不变即 (mv)1=(mv)2所以Q2/d22=Q{°/di2, 即 Q=0}, 由此可見流量与风眼直徑成正比，能够这样作 是因为风眼面积与整个爐子的塔池面相此相差 的倍数很大，所以虽然风腿值徑扩大破坏了儿 .2 何相似，增m了流量，但在保持动量不变的情 况下，在熔泡面上动量的分佈能与未被环风眼 几何相似时的情况很相近，因之运动情况仍能 兰排 与未破坏风眼几何相似时所得的黏果相同。按 原型蚊风量为126M/分，計算出在破坏风眼几 何相似后d2=2.4d1水的流量由4.66m3/小时 增加到11.2M3/小时。 四、試骏結果 共进行了下列几种方类的武驗，风眼佈磴 及角度見表1，及图2。 周2
一 一 气” 的流动 图形更进一步地与实 际情况相似 。 三 、 相 似像件 熔池的坛动相似要求修正过的气体福利 德规 范数相等 ， 即 翎 院 擎 银 。 一 ， 斌兴流气，兴杀而 式 中 ‘ ， 气－ 分别 为气 体和熔池 中液体 的密 度 － 为气 体速度 － 为特性腺尺寸 － 为重力 加速度 在式 中凡右 上 角带撇者均 相 应 为模型中的变 数 。 以 一日司此 。 媲气 的运动相似要求气 体 的雷带规 范数相 等 ， 即 。 二或 二数达 到 自动 模型化 范圈 。 但是根据 ‘ 一 二针算 通 入模型 中水的流量为 “ ， 、 时 ， 而要使坡气坛动相似 二数达到 自动模型化 范困 ， 即需要水流量大于 小时 ， 为 了使 同一水的 流量既能满足熔 池坛动相似 ， 又能满足燎气 的坛动相似 ， 我们采用 了破坏 凤眼儿何相似的 方法 ， 使水的流量 增多以满足煊胺中健气运动相似的要求 ， 而对熔池 的廷动相似剧是保持 自凤眼射出的水的动 量与在未破坏 风眼 几何相似 时 自模型凤眼 中射出的水的动量相等 。 因此按动量 不变 ， 当凤眼道视变化后流量的变化如 下 原模型的风眼直视为 笠 ， 水流量为 毛 ， 改为 盛与 如 原来的动量为 ， ， ， 、 寻 ， 、 ， ， ， ， 一 ， 、 ， ， ， ， 、 、 少’ 一 、 议 ” “ ‘ 少 ‘ 万亘夔二 一 ’ 叹为 ，’ 砚 ’ 石 少’ 叼 ’ “ “ 少 、 一甲甲孕口 ， 一白 尹 一 因保持动量不变即 即 万 儿 所以 麦 佗 尽二 ， 夏 ， 夏 “ ， ‘ 二 二一 是 ， 百补 以 由此可觅流量与凤眼渣视成正比 。 能够这样作 是 因为凤眼面积与整个嫂子的熔池面相此相差 的倍数很大 ， 所以 虽然凤眼道役扩大破坏 了几 何相似 ， 增加 了流量 ， 但在保持动量不变的情 况 下 ， 在熔池面上动量的 分怖能与未破坏风眼 几何相似 时的情 况很相近 ， 因之坛动情 况仍能 与未破坏风 眼 几何 相似 时所得的桔 果相 同 。 按 原型鼓风量为招 ” 分 ， 补算 出在破坏凤眼 几 何 相似后 鑫 主水的 流 量 由 ， 、 小时 增加到 二 、 ， 小 时 。 四 、 献孩桔果 共进行 了下列几种 方类的拭殷 ， 凤眼怖置 及角度兑表 ， 及 图 。 、 毛到 ‘ 圈
第六期 一63- 表1 方案 主排风眼角度， 个数与值徑 排 三 排 备 融 1 7°7×φ8 2° 3×中5 300 3×9 1. 每种均进行了以 2 ,切 他 Oc 3×中9 城帽武验 心 7° 7×中12 2 3×7 15° 3×φ12 2. 方案1、2、风眼扩 家 大1.6倍 N 15° 6×中8 5 分 72° 6×φ8 I.第一种方案： 1)面吹时的情况。 ①当只有主二排进水时，所样的“嬪气”流动图見图3， ©当只有三排进水时，所得的“城气”流动图見图4。 個3 园4 由图4可見在单独三排进水时，在水进人墟内以后即成为一扩張的流股，其射出的方向 並不沿风阻的軸襯，而是被压低了的，流动的旋轉中心比只有主、二排进水的旋糟中心向爐 腔中周和上方移动了。在二、三排之間靠近后牆处有一水流的不运动区。· ④在主、二、三排同时进水时，“搬气”的流动图見图5，主、二、三排进水的动量之 1:0,063:1.64;由图5可見当加入三排风眼以后与只有主、二排的图3相比： ,A:三排加入后，对后牆爐櫬有好处，这是因为被气的旋轉中心向前移动，使墟气不冲 击后精，在靠近主风眼处消除了墟气冲刷。此外由爐气帶出的镧渣、不冲向后牆而旋至中 心o B.由观察鼓入的三排风流量低时对；濺並无明显影响，但当三排流量不断加大后、·铜 液逐渐推向前牆，並在前牆处塔池授动加剧，喷機加多。“· B.三排风也冲至铜液面，因之此部份空气同样与金厨作用，即起了增加与金硒皮应的 风量的作用。因此熔池的反应会加速，熔煉时間得以箱短。·· 2)深吹时的情况
攀 六 期 一 吕 一 主排风眼 角度 ， ‘ 二 排 个数与直径 只 中 中 中 尹 ， 中 中 公。 只 小 。 吕 巾 、 ， ，’ 中 ， ，’ 妥 只 中 、 第一种 方案 面 吹时的情 况 。 ① 当 只有主二排进水时 ， 所得的 “ 媲气 ” 流动 图兑 图 吕 。 当 只 有 三排进水时 ， 所得的 “ 旅气 ” 流动 图兑 图 。 、 、 、 、 奋户今 今、 ‘ 七络七 圆 圆 少知可兑在 单独三排进水时 ， 业不沿风 咀的翰 在水进人熔内以后即 成 为一 扩 张的流睬 其射出的 枷 徐 ， 而是被压低 了的 。 流动的旋林中心此 只有主 、 二排进水的旋礴中心 向蟀 睦中简和上方移动 了 。 在二 、 三排之周 靠近后胳处有一水流的不遥劝 区 。 ‘ · ①在主 、 二 、 三排 同时进水时 ， “ 熔气 ” 的流动图尧 图 ’ ， 全 、 二 、 三排进水 的动量乏 伏 由图 可兑 当加 入 三排凤眼以后与只 有主 、 二排的 图 相 此 ’ ‘ · 飞 三排加 入后 ， 对后籍煊靓有好处 ， 这是 因为坡气 的旋林中心 向前移动 ， 使燎气不冲 击 后特 ， 在靠近主凤眼处消除 了缝气 冲刷奋 此外 由 坡气带 出的痢 渣 、 不冲向后播而旋至中 心 。 一 、 一 气 由瑰察鼓 入 的三排凤流量低时对喷雄亚无 明显 影响 ， 几 但 当兰排流量不断加大后 、 一 细 液逐渐推 向前籍 ， 亚在前籍处熔池掩动 加剧 ， 喳淤加 多 。 · · 一 卜 ， 三排风也冲至翱液 面 ， 因之此部份空气同样与金属作用 ， 即起 了增 加与金肠反应的 凤量的作 用 。 因此熔池的反应会加速 ，一 熔惊时周得以精短 。 · 一 汽 肖 一 深吹 时的情 况
-64- 朗院學根 图5 周6 ①当只有主、二排进风时，所得流动图如图6，可見爐气在墟丙只有微弱的旋轉作用， 噴涨量极微。 ②当加入三排风后，所得的流动图如图7。可見由于加人了三排风，檀气发生了旋䪙作 用，將由熔池跳出的鋼渣播到靠近前牆处，並被常近前牆运动速度較高的罐气帶出爐口，因 此使喷潑物此沒有三排风时加多，但喷潑仍比面吹时为少。 3)去除二排风时均使同风量下的噴腰加多，因此可知在风量不变的情况下加入二排风 后有压制喷凝的作用。 由以上的武验可見： 1)面吹时的喷腰是比沉吹时要高的多，这与现矯的操作經驗是相符合的，在加入三排 风以后由于爐气旋轉作用加强，所以喷濺量加多。关于这一 点上鋼三厂使用双排风眼的报告中所作的說明即与此情况相 符合。 根据以上武驗的結果和观察到的情况我們可以初步提出 側欧鹅嬗的喷澱机構如下： 当气体流股向熔池冲击时，使表面一部份鋼、渣被抛出 熔池。喷向前牆处，由于嬗气的旋樽作用，将这些由风眼喷 出气流击出熔池的鋼、渣顎粒，沿前篇甩出罐口外，此外当 墟内发生炭氧化反应时，由于一氧化碳生成时的爆炸反应， 將鋼、渣液体類粒由熔池内抛出，加以姐气的帶动，將鋼、 渣抛出爐口外，这样即形成側吹轉爐的机械噴濺，並使此喷 混量比底吹轉罐的要高，由此可見，要消除側吹轉爐的啃濺， 从水力学上着眼，可以从下逃的三方面着手： 图7 ①减少由熔池跳出的鋼、渣顆粒。 ②减而罐气的旋轉作用，和上昇速度。 ②將瀘口与独气的旋囀方向錯开，避绳鋼、渣甩出，而將其擋回城内。 2)在加入三排风后，熔池靠前卷处，獬、渣有猛烈的冲击，这与上鋼中心武酸室所作
一 能 一 翎 院 擎 银 曦旅膝但 圈 圆 ① 当只有主 、 二排进风时 ， 所得流动 图如留 ， 可见煊气 在姐 内 只有微弱 的旋搏作用 ， 喷雄量极微 。 ② 当加 入三排风后 ， 所得的流动 图如 图 。 可晃 由于加人 了三排凤 ， 坡气发生 了旋搏作 用 ， 将 由熔池跳出的翻渣带到靠近前胳处 ， 业被靠近前胳坛动速度较高 的嫂气带出嫂 口 ， 因 此使喷狱物比没有三排风时加 多 ， 但啃雄仍比面吹 时为少 。 去除二排 凤时均 使同凤量下的喳雄加 多 ， 因此可知在风量不变 的情 况下加 入二排凤 后有压制喳雄的作用 。 由以上的献盈可晃 面吹 时的喷滩量比沉吹 时要高 的 多 ， 这与现寝的操作握段是相将合的 ， 在加入三排 风以后 由于位气旋搏作用加 强 ， 所以哨做量加 多 。 关 于这一 点上绷三厂使用双排凤眼的报告中所作 的 魏明即与此情况相 符合 。 根据以 上献段的桔果和观察到 的情 况我们可以初步提出 侧吹搏妞的喷滋机裤如 下 当气 体流股 向熔池 冲击时 ， 使表面一部份剔 、 渣被抛出 熔池 。 喷 向前墙处 ， 由于值气 的旋祷作用 ， 书这些 由风眼噎 出气流击出熔池的铜 、 渣顺粒 ， 沿 前 堵甩出嫂 口 外 ， 此外 当 煊内发生炭氧化 反应时 ， 由于一氧化破生 成 时的爆炸反应 ， 牌翎 、 渣液 体颖粒 由熔池内抛出 ， 加以煊气 的带动 ， 牌绷 、 渣抛出嫂 口 外 ， 这样即形成侧吹搏健的机械喷滋 ， 兹使此啃 雄量比底吹搏嫂的耍高 ， 由此可见 ， 要消除侧吹搏谊的喷戮 ， 从水力 学上着眼 ， 可以从下述的三方面着手 ①诚少 由熔池跳出的翎 、 渣获粒 。 ⑧城释雄气的旋蒋作用 ， 和上异速度 。 圈 ⑧牌谊口 与嫂气的旋搏方向错开 ， 避免绷 、 在加 人三排凤后 ， 熔池靠前胳处 ， 绷 、 渣甩 出 ， 而牌其捕回健内 。 渣有猛烈的冲击 ， 这与上翎中心藏墩室所作
第六期 一65一 的20公斤制吹小轉爐多排风管武驗所得秸果，即当二排爐的上排风量加大时，靠近熔池处前牆 的度敛敏严重的事实是相符合的。针对以上情况，进行了反城帽弑驗及第二种方案的武驗。 I,反墟帽时沿前精运动的姐气，由于惰性在爐帽处道冲向嬗帽后骺。覓图8。在 爐气中的喷凝物絕大部分返回雄内，因之可以大大的减少贊澱損失， 圆8 图9 亚，第二种方案： 1)面吹： ①为了减弱城气的旋轉作用，和压制鋼、渣自熔池中喷出，所以將三排风眼的角度减为0°， 在只有三排风时，瀘气的旋轉方向与只有主，二排时的相反，同时並將熔池液体推向主排风 眼方向运动，其流劲图息图9。 ②在主、二、三排同时进风时的流动图見图10主、二，三排进水的动量之比为1：0.065： 1.37。由于三排与主排气流所造成的墟气旋轉方向闲反，因之，使爐气旋轉减弱，並得以压 制熔池鋼、渣跳出。在此情况下，完全滑除了噴藏，但是，三排风很少参加熔池反应，並且 在爐帽与爐身后牆接缝处，爐气有强烈的冲刷。 2)沉吹时的流动图見图11。主、二、三排进水的动量之比为1：0.061：1.12，m入 捌10 ☒11
第 女 期 一 一 的幼公厅侧吹小搏嫂多排风管献墩所得桔果 ， 即 当二排俊的 上排凤量加大时 ， 靠近熔池处前胳 的侵触较严重的事实是相符合的 。 斜对以 上情 况 ， 进行 了反墟帽鼠盘及 第二种 方案的拭殷 。 反姐帽时沿前籍坛动的煊气 ， 由于惰性在健帽处遭 冲向值帽后籍 ， 尾 图 。 在 健气 中的喷戮物艳 大部分返 回健内 ， 因 之可以 大大的喊少喳淤揖 失 。 圆 圆 皿 ， 第二种 方案 面吹 ’ ①为 了诚弱值气 的旋搏作 用 ， 和压制 铜 、 渣 自熔池 中吱出 ， 所以将三排凤眼的角度减为。 “ ， 在只有三排凤时 ， 墟气的旋搏方向与 只有主 ， 二排时的相 反 ， 同时韭牌熔池液体推 向主排凤 眼方向坛动 ， 其流动图尾 图 。 ⑦在主 、 二 、 三排同 时进凤时的流动图兑 图 。 主 、 二 、 三排进水的动量之 此为土 出 。 由于三排与主排气流所造成 的煊气旋棘方 向 旧反 ， 因之 ， 使煌气旋斡诚弱 ， 兹得以压 制熔池荆 、 渣跳出 。 在此情 况下 ， 完全消除 了喷溅 ， 但是 ， 三排风很少参加熔池 反应 ， 盆且 在坡帽与嫂身后胳接健处 ， 傻气有 强烈的冲刷 。 沉吹时的流动 图觅图 。 主 、 二 、 三排进水的动量之比 为 ， 犯 ， 加 入 固 图 工
-66一 辆院學我 三排风使噴釅量减少，为了使三排鼓入的空气，参加塔池反应，因之，將三排风眼角度加 大，这就是第三种方案的弑验。 IV.第三种方案： 1)主、二、三排进水在面吹时得到的流动图見图12，可見与第一种方案得到的流动图 (图5)相似，但旋轉中心較高，主、二、三排进水的动量 比为1：0.052：0.74，此时虽然此只有主、二排进风时啃濺 减少，但因三排风量不够简有噴濺，当主、二、三排进冰动 量比为1：0.052：2.15时，即可消灭噴藤。 2)当只有三排进水时所得流动的图与图4所示相似， 但旋博中心稍高，且可見熔池的运动方向是向主排风眼方向 移动的，但不如三排风眼为0°的强烈。 由武驗时观柒到：由于三排风眼只有三个，风眼間的距 离鮫大，因之旋轉的气流在靠近后牆处，仍能通过三排风眼 噴出的流股之間的空漱向下运动冲击主排风眼上方的后牆； 为此，，將三排的风眼个数增加到六个，而将风眼的直倒箱 小，以便减少三排风眼之間的空隙，使廻旋气流，不致冲击 主风眼上方后。 圆12 V,第四种方案： 在只有三排进水时，气流旋囀方向並不与只有主排风时成相反方向，而是相同方向旋 轉，得到的流动图与第一种方案只有三排进水时的流动图相同（图4）。因之，在主、二排 进风后，再加人三排风，則啃瑗加多。由此可見，三排风眼个数加多，使三排风眼喷出的流 股，受廻旋气流向下压制的面积加大，因而三排瓚出气流的角度此只有三个风眼时向下移动。 因之，墟气的流动图与第一种方案相同。 T,第五种方案： 为使六风眼三排风在熔池上能有反向气流，因之將风眼角度由15°减小到7士°。 1)面吹在只有三排进风时，所得的流动图，見图13。在主、二、三排同时进风时，所 得的流动图見图142主、二、三排进风的动量比为1：0.054：0.34(0.96,1.43)，在三排 圈18 图14
一 一 三排风使喷雄量诚少 ， 为 了使三排鼓入的空气 丸 这就是第三种 方案的拭肺 。 第三种 方案 翻 院 ’ 李 粗 参加熔池反应 ， 因之 ， 将三排凤眼角度加 主 、 二 、 三排进水在面吹 时得到的流动 图兑 图 ， 可兑与 第一种 方案得到的流动图 图 相似 ， 但旋搏 中心蛟 高 ， 主 、 二 、 三排进水的动量 此 为 ， 此时虽 然此 只 有主 、 二排进风时喷溅 诚 少 ， 但 因三排风量不够尚有喷滋 ， 当主 、 二 、 三排进水 动 量此 为 能 「 时 ， 即 可消灭喳溅 。 当 只 有三排进水时所得流 动的 图与 图 所 示相似 ， 但旋搏 中心稍高 ， 且可见熔池 的运动 方 向是 向主排凤 眼 方 向 移动的 ， 但不如 三排凤眼为 的 强烈 。 由藏盼时跪察到 由于三排风眼 只有 三个 ， 风眼 阴的距 离较大 ， 因之旋搏的气流在 靠近后籍处 ， 仍能通过三排凤眼 喳出的流股之 简的空隙 向下运动 冲击主排凤 眼 上方的后墙 为此 ， ， 牌三排的风眼 个数增加到六个 ， 而将风 眼的遵视精 小 ， 以便喊少三排风 眼之 周的空隙 ， 使徊旋气流 ， 不致 冲击 主凤眼上 方后籍 。 第四种 方案 圆 在只有 三排进水时 ， 气流旋搏 方 向业不与 只有主排风 时成相 反方 向 ， 而是 相同 方向旋 搏 ， 得到的流动 图与 第一种 方案只有 三排进水时的流 动 图相 同 图 。 因之 ， 在主 、 · 二排 进风后 ， 再加 入三排风 ， 喷雄加 多 。 由 此可兑 ， 三排风眼个数加多 ， 使三排风眼喳 出的流 股 ， 受姻旋气流 向下压制 的面积加大 ， 因而三排吱出气流 的角度此只 有三个凤眼时向下移动 。 因之 ， 缝气 的流动图与 第一种 方案相同 。 矶 第五种 方案 为使六风眼三排风在熔池 上能有 反 向气流 ， 因之将风眼角度 由 巧 “ 诚小到 士 “ 。 面吹在只有 三排进凤时 ， 所得的流 动 图 ， 兑 图 。 在主 、 二 、 三排同时进风时 ， 所 得的流动图觅 图 。 主 、 二 、 三排进风的动量比 为 义 ， ， 在三排 固 日
第六期 一67- 进水的动最为一排的34%时，喷藏显著减少，直至69%喷潑基本消除，再增加三排动量，則 喷藏艾加多，直至三排动量为主排的143%，此时，噴碳量与三排为主排动量的34%时相近， 再增加三排增量，則噴藏显著增加，由图表示 之，見图15， 2)面吹取消二排，在只有主排进水时哨 咳 溅量很大，加入三排須使水的动量为主排的 溅 3,26倍，即只有三排的进风量很大时，才可以 量 消除喷涨。 3)沉吹时，只有主、二排进水，則喷菠 020 极少；三排进水后，可使喷藏量更为减少，但 三排为主排动鼻的分蚊 作用不显著。 周15 五、献驗結果的尉論 1.由以上就驗可以看出：面吹时，被风眼噴出的气流冲击出熔池的鋼、渣顆粒很多，並 为风眼噴出气流帶到前牆处，沿前牆运动速度很高的爐气將这些鋼、渣帶出爐外造成噴溅， 在沉吹时則不然，脱离熔池的鋼、渣顆粒，要此面吹时少，在主排风眼前，鏘液被吹起，成一 运动的小丘，此小丘擒住了风眼喷出的气体向前噴射，使气流改变方向向上运动，因之，由 熔池跳出的鋼、渣，不会被帶到前牆去，也就不能被高速运动的爐气帶出爐外。这就戬明了 为什么沉吹此面吹的噴藏量要少的多。 2.加入二、三排风眼后，由于改变了气流在塔池上的动量分布可使唢菠基本消除；但 必须有合适的风眼角度，和风速风量的配比，在三排风眼位置过低角度过大时，三排所造成 的气流旋轉方向与主排所造成的气流旋轉方向祖同，因之，增加了墟气的旋轉速度並增加了 喷潑量。只有当三排风眼噴出的气体，所造成的气流旋轉方向在熔池上与主排风眼嗔出方向 相反时，才能有压制喷碳的作用。同时可以推断从减少貲凝上着眼，三排风眼的位置較高时， 其角度可以加大。 3.三排风眼在具有合适角度和足够的风眼个数时，可以保护瀘櫬不受趣旋气流冲击主 排风眼上方爐徽和抑制鋼、渣冲击熔池上面前嚮，从而可以提高墟襯寿命。 4.由于加人的二、三排风，同样起氧化熔池的作用，同时，艾可以抑制噴溅，所以在 同样容积的爐子上，使用三排风眼，即可以較只有一排风眼时鼓人更多的风量，从而提高熔 煉速度、培加鋼产量。由于熔煉时阀縮短使單位热担失减少，此外，加强了一氧化碳在爐膛 內的燃榜，因此，铜水的温度得以提高。 5.在弑險中可以看出：现有的侧吹渦鼓轉爐爐帽桔構，是与其中的气体流动規律不相 适应的，现有的婚帽傾角，恰恰使鋼、渣由城口最順利喷出而不能起压制喷服的作用，现有 的側吹禍鼓轉墟爐帽結構，乃是由偏口式底吹轉爐因襲而来的，在底吹爐上，这种佩口式的 爐帽，可以起防止鋼、渣啃出的作用，在渦鼓側吹轉爐上則正好相反，而是增加了喷涨，由 武驗反爐帽可以大大减低由馆口资出的猢、渣，因此可以認为反耀帽才是渦鼓形側吹轉嬗所 应采用的檀帽结構。 6.对上鋼六厂渦鼓形轉爐使用三排风眼作如下之建義：由武驗結果可以認为第五种方 案的风眼角度佈囹及风量风速的分配，可以达到减少唢腿損失、保护爐襯、縮短塔煉时問、 提高钢水温度的目的。现将风眼个数、角度、风眼道徑及进风量列凌如下：
第 六 期 一 一 进水的动量为一排的 时 ， 喳雄显著诚少 ， 直至 啧浓从本消除 ， 再增加三排动量 ， 划 喳藏又加 多 ， 直至三担卜动量为主排的 ， 此时 ， 嗜滚量与三排为主排动量的 时相近 ， 再增加三排增量 ， 晴滚显著增加 ， 由 图表 示 之 ， 兑 图 。 面吹 取消二排 ， 在 只有主排进水时喳 雄量很大 ， 加 入三排须使水的动量 为 主 排 的 倍 ， 即 只有三排的进风量很大时 ， 才可以 消除喷戮 。 沉吹时 ， 只有主 、 二排进水 ， 刻喷旅 极少 三排进水后 ， 可使喳雄量更为诚少 ， 但 作用不显著 。 三 排为主排 幼很 留百分献 、 、 一、 ， ， 一尸 叮 一 ， ， 唯滋备 圈 五 、 截孩桔果 的封渝 由以上扰段可以看出 面吹时 ， 被凤眼喳出的气流 冲击 出熔池 的胡 、 渣顺粒很多 ， 韭 为凤眼喷出气流带到前胳处 ， 沿前籍坛动速度很高 的坡气牌这些剔 、 渣带出健外造成晴徽 ， 在沉吹时刻不然 ，脱离熔池 的铜 、 渣颗粒 ， 要比面吹 时少 ， 在主排凤眼 前 ， 铜液被吹起 ， 成一 运动的小丘 ， 此小丘擂住 了风眼喷出的气体 向前喷射 ， 使气流 改变 方 向 向上坛动 ， 因之 ， 由 熔池跳出的翩 、 渣 ， 不 会被带到前籍去 ， 也就不能被高速坛动的谊气带 出嫂外 。 这就靓明 了 为什 么沉吹 此面吹 的喷雄量要少的 多 。 加人二 、 三排风眼后 ， 由于改变 了气流在熔池上的动量分怖可使喳溉基本消除 但 必筑有合适的凤眼角度 ， 和凤速风量的配 比 ， 在 三排风眼位置过低角度过大时 ， 三排所造成 的气流旋搏方 向与主排所造成 的气流旋搏方 向相 同 ， 因之 ， 增加 了煊气 的旋裨速度亚增加 了 喷雄量 。 只有 当三排风 眼喳出的气体 ， 所造成 的气流旋搏方向在熔池上与主排风眼喷出方 向 相 反时 ， 才能有压制喷雄的作用 。 同时可以推 断从诚 少喳雄上着眼 ， 三排风眼的位置较高时 ， 其角度可以加大 。 三排凤眼在具有合适角度和足够 的风眼个 数时 ， 可以保护煊视不受姐旋气流冲击主 排风眼 上方煊规和抑制剔 、 渣冲击熔池上面前墙 ， 从而可以提高腹椒寿命 。 由于加入的二 、 三排风 ， 同样起氧化熔池的作 用 ， 同时 ， 又可以 抑制哨雄 ， 所以在 同样容积的坡子上 ， 使用三排风眼 ， 即 可以校只有一排凤眼时鼓入更多的风量 ， 从而提高熔 燎速度 、 增加铜 产量 。 由于熔辣时 简精短使革位热投 失减少 ， 此外 ， 加 强 了一氧化碳在值膛 内的燃境 ， 因此 ， 剔水的温度得以提高 。 在就段中可以看出 现有的侧吹涡鼓搏值坡帽桔磷 ， 是与其中的气体流动规律不相 适应的 ， 现有的健帽倾角 ， 恰恰使细 、 渣 由坡 口最顺利喷出而不能起压制 喷滋的作用 ， 现有 的侧吹 涡鼓搏值煊帽拮褚 ， 乃是 由偏 口 式底吹搏煊 因奖而来的 ， 在底吹健上 ， 这种偏 口式的 值帽 ， 可以起 防 止纲 、 渣啃出的作用 ， 在涡鼓侧吹斡值上则正好相 反 ， 而是增加 了啧滩 。 由 拭敬反煊帽可以 大大诚低 由煊 口 喷出的细 、 渣 ， 因此可以 部为 反煊帽才是涡鼓形侧吹 搏值所 应采用的煊帽桔裤 。 对上铜 六厂涡鼓形 搏煊使用三排风眼作如 下之建裁 由拭殷桔果可以甜为 第五种 方 案的风眼角度怖置及凤量风速 的分配 ， 可以达到诚少喷雄揖 失 、 保护煊视 、 精短熔燎时简 、 提高翩水温度的 目的 。 现将凤眼个 数 、 角度 、 凤眼道视 及进凤最列 表如 下
-68- 钢院學報 表2 风眼道徑风眼个数风眼角度 距主排风 眼无离 进风量 动量为主排动量百分数 主排 中40 7 7° 84M3/分 二排 中23 3 2° 184MM 5.12% 三排 中27 6 7士° 704MM 34.32M3/分(24.3-42) 69%(34%-78%) 註：1)表中情况系主、二排使用一个风箱；三排另用一个鼓风机供飘使用一个风箱。 2)三褂供凤量最好是34.32M/分，相隔之功量需主排的69% 上表所列之三排风眼直徑，系在三排單独供风时的情况，如果三排供风与主、二排使用 同一风箱，則尚須根据具体情况按动 量的比例再行計算决定，此外，为使 唢腰損失进一步降低，还建議武驗將 墟帽反轉。风眼的位置、角度及反城 帽的爐子丙型見图16。 由以上的武验，初光对三排风眼 650 450 的粘構与嘘内水力学过程的关系，有 了性霞上的了解，但是在弑驗过程 中，沒有能願及炭氧化时熔池放出的 气体对于爐丙水力学过程的影响，在 今后进一步的研究中將予以考虑。此 外，在模型弑驗中，未能顧改爐气浮 力的影响，因此，在实际轉爐中的墟 气流动图，可能与模型試殷上所得的 結果有些出人。因之，由武驗所得的 結論，尚有得于在实际爐子上所进行 圆16 的武躐所引证和剃正。 在弑验进行过程中，得到中国科学院化工冶金研究听楊粑柯先生的帮助，附此致谢， 蒌考文献 1.上鋼三厂轉爐双排风眼，三排风眼武驗报告1958.4. 2.上鋼一厂轉爐三排风眼弑驗报告1958.4. 3.多排风眼20公斤侧吹轉爈武数上海鋼铁公司中心武驗1957.11. 4.侧吹轉墟模型弑驗上海鋼铁公司中心武險室銅铁7期1958.7. 5.侧吹轉墟的水力学模型研究严友梅王惠锅铁7期1958.7
一 一 钢 院 季 毅 表 ’ 凤。。 、 握 风目。 个数 风。。 角度…隽封卜暑 进 风 量 … 动量为主，。动量百分数 一 一一卜一书下 土竺上竺吕一－ － 主排 中 一 一 － 一责 －－－ ‘ 分 一 一 一 竺生竺 止二二匕兰二止竺竺上 一 ‘ 一一一－干一奋聋竺 目 一 ， 三排 、 中 … “ … 十 。 “ · “ ‘ 分 · ” 一 “ 料 一 铁 表 中情 况 系主 、 二 排使 用 一 个 风 箱 三 排 另 用 一 个鼓 夙机供 夙 使 用 一 个 夙 箱 。 三 褂供 夙 量 最好是 分 ， 相 感之勤 量 名 主 排 的 上表所列之三排风眼道侄 ， 系在 三排 翠独供风 时的情 况 ， 如 果 三排供凤与主 、 二排使 用 同一 凤箱 ， 刻尚填根据具体情 况按动 ’ 量的北例 再行爵算 决定 ， 此 外 ， 为使 喷戮揖 失进一步降低 ， 还建港藏敬将 墟帽反膊 。 凤眼的位置 、 角度 及 反燎 帽 的谊子内型晃 图 由以 上的藏殷 ， 初步对三排风眼 的桔裤与坡内水力学过程的 关系 ， 有 了性鬓 上的 了解 ， 但是 在藏 服过程 中 ， 没有能顾及炭氧化时熔池放出 的 气体对于嫂内水力 学过程的影响 ， 在 今后进一步的研先中将予以考虑 。 此 外 ， 在模型就麟中 ， 未能顾及煊气浮 力的影响 ， 因此 ， 在实 际搏慷 中的蝮 气流动图 ， 可能与模型藏胧上所得的 桔果有些出入 。 因之 ， 由藏肺所得的 拮渝 ， 尚有得于在实 际蝮子上所进行 的藏盈所引征和刹正 。 厂 一 务 ， 「 气 三 二三簇夕 司 － 一 二产 明 几 二汤产 圆 在献服进 行过程 中 ， 得到 中国科学院化工 冶金研究听踢耙柯先生 的帮助 ， 附此致榭 。 参 考 文 献 上胡 三厂搏煊灰排风眼 ， 三排凤眼藏敏报告 拍 上铜一厂搏慷三排凤眼就脆报告 多排风眼 公斤侧 吹蚌媲藏殷 上海铜敛公司 书乙拭敏 侧 吹搏煊模型藏瀚 上海铜敛公司 中心藏脆室 剑敛 期 ， 侧吹林嫂的水力学模型研究 严 友梅 王惠 剔敛 期 毖 ，上
第六期 -69- THapaBnnyeckoe MonemnpoBaHne KOHBeprepoB TpyⅢeBHAHON中0 PMbI C6 OKOBbIM AyTbeM OT Tpex panoB oypM HeHb JIH-co、aHb Oy-Mei、BaH XyH-、BaH Xyan (Kadeapa MeTannyprun crann) PE3KOME HccnenoBaHne no rHapaBnnyecKomy MonenupoBaHH KOHBepTepoB rpyueBnHo opMbl c 60KOBbIM AyTbeM OT Tpex panoB ypm npoH3BOAKnOCb npH ycnoBHax paBeHcTBa KpnTepna中pyIa“ra3oB'”B MOReAx H aeMcTByoⅢx neyax H o4 HoBpeMeHHo npH AOCTH- KCHHH BeNHyHHbt KpnTepH PenHonbnca,nocTraomen o6nacTH aBTOMoRenHpoBaHnR. PeaynbTaTbl HccnenoBaHH noka3bIBaT,yTo npn non6opax noxx nonoxe- HHM,uHcna,BenHuHHbI AnaM eTpoB,yrnoB HaknoHa bypm H npn npaBnnbHOM pacnpe- neneHHH KonHyecTBa AyTb牙Mexay OTnebHbIMH panaMH中ypM MOHO yM CHbⅢaTb noTepb BH6poCoB H npoonHTenbHOCTb npoyBKH,npHyeM OHOBpeMeHHO noBbiwaTb TemnepaTypy cTanH H cpok cnyx6 KnanKH KOHBepTepoB. Kpome Toro,c TouKn 3peHHa yMeHbueHna noTepn BH6pocoB no pe3ynbTaTaM Hawero nccnenoBaHHa pekom eHnoBaTb cenaTb HaknoH ronoBKn KOHBepTepa B o6paTHyo CTOpOHy,T.e.npOTHB 06bHO
第 六 期 一 一 皿 几“ 从 班 皿 几“ “ 甘 及 盛 中 曰 “ 曰班 及 “ ，朋 中 班 月只 一 幻 、 一 、 一 、 中 刃 、 二 。 ” 。 。 肠 月 及 月 日刀 双 “ 幻 代 日 山 “ 几 众 中 卫 丁 ‘ 只 月 中 几 ‘ 月 “ 只 “ 只 中 几 “ ” 几 只 双 认 幻 川 呵 几 双 一 狱 ” 月 ， 只 盆 双 ， 几 月 幻 坦 双 “ 牙 曰 “ 双 ” 只 曰 幻 ， 丁 口 双 只 及只以 月 水 盆， 甘 ， 勺 双 丁 ， 月 中 “ 刀 一 双 月 “ 勺 了 卫 ， ‘ 只 狱 耳 月 ‘ 以 只 八 ” 中 狱 山 ‘ 以 几 狱“ 月‘ ‘ 皿 ， 甘 几 曰 山 了 “ 只 水 曰 卫 只 日 ， 月 “ “ 只 山 只 “ 曰 月 丁 ， 山 ” 月 几 “ 只 刀 丁 ‘ 双 月盯 卜 杖月 丁 日 幻 ， 丁“ 日 勺 汤
