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D0I:10.13374/i.issnl00103.2009.s1.013 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 钢液中夹杂物的碰撞长大及去除率 舒志浩)程树森)赵晶晶 0 程子建) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)酒泉钢铁集团公司，酒泉735100 摘要结合酒泉钢铁集团公司实际生产参数，通过理论分析和计算，研究了钢液中夹杂物碰撞长大的影响因素及去除率. 增加搅拌能，升高钢液温度都有利于促进夹杂物间的碰撞·在夹杂物碰撞过程中，湍流碰撞起主要作用.适合于碰撞去除的 夹杂物半径在1~13m之间.其去除率为41.2%~87.8%. 关键词钢包精炼：夹杂物：碰撞长大 Inclusion coagulation and removal rate in molten steel SHU Zhi-hao),CHENG Shu-sen),ZHAO Jing jing),CHENG Zi-jian2) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)Jiuquan Iron Steel Group.Jiuquan 735100,China ABSTRACT According to the operating parameters of Jiuquan Iron&Steel Group,the factors.which affect the collision of inclu- sions and removal rate by coagulation.have been studied through the theoretical analysis and calculation.Increasing stirring energy and temperature of liquid steel is helpful for coagulation between inclusions.In the process of coagulation between inclusions.turbu- lent collision plays a main role.Inclusion removal by collision is suitable for inclusions having a radius of I to 13m.whose removal rates are41.2%-87.8%. KEY WORDS ladle refining:inclusion:coagulation 随着社会的发展，人们对钢材质量要求越来越 体表面，但是这些方式只能去除较大尺寸的夹杂物， 高，减少钢中的非金属夹杂物，实现洁净钢的生产是 小颗粒夹杂物主要依靠自身的碰撞长大，夹杂物间 近十几年炼钢科学技术研究的重点，从钢坯检验可 的碰撞有三种方式[]（如图1所示）：布朗碰撞、斯托 以看出，夹杂物的含量依然很高，尤其是小颗粒夹杂 克斯碰撞和湍流碰撞，布朗碰撞是指夹杂物在钢液 物，因此，促进钢液中夹杂物碰撞长大，非常有利于 中进行布朗运动时发生的碰撞；斯托克斯碰撞指在 钢材质量的提高 钢液中大颗粒夹杂物上浮速度大，追赶上小颗粒夹 Zhang等)对夹杂物碰撞长大作过相关的总 杂物并与其发生的碰撞：湍流碰撞指由于湍流漩涡 结，但是并没有对碰撞长大去除率和影响因素作计 的运动，夹杂物间发生的碰撞 算和分析.Murakata等2对夹杂物间湍流碰撞率常 数的计算公式进行了修正，但没有对在该种碰撞方 式下的夹杂物去除率进行计算.本文从理论出发， 分析了各种碰撞率常数的影响因素，计算了不同尺 寸夹杂物的碰撞长大去除率，给出了夹杂物在钢液 (a)布朗碰撞 (b)斯托克断碰撞 (c)湍流碰撞 中碰撞长大的基本规律 图1夹杂物间不同碰撞方式 1夹杂物的碰撞长大行为 1.2夹杂物的碰撞率常数 1.1夹杂物的碰撞长大方式 每一种碰撞方式都有一个碰撞率常数，该常数 钢液中夹杂物可以上浮到钢液表面或黏附到固 的大小反映夹杂物间发生碰撞的难易程度，同时也 收稿日期：2009-07-03 作者简介：舒志浩(1987-)，男，硕士研究生：程树森(1964一)，男，教授，博士，E-mail:chengsusen(@metall.ustb-cdcm钢液中夹杂物的碰撞长大及去除率 舒志浩1） 程树森1） 赵晶晶1） 程子建2） 1） 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 2）酒泉钢铁集团公司酒泉735100 摘 要 结合酒泉钢铁集团公司实际生产参数通过理论分析和计算研究了钢液中夹杂物碰撞长大的影响因素及去除率． 增加搅拌能升高钢液温度都有利于促进夹杂物间的碰撞．在夹杂物碰撞过程中湍流碰撞起主要作用．适合于碰撞去除的 夹杂物半径在1～13μm 之间其去除率为41∙2％～87∙8％． 关键词 钢包精炼；夹杂物；碰撞长大 Inclusion coagulation and removal rate in molten steel SHU Zh-i hao 1）CHENG Shu-sen 1）ZHA O Jing-jing 1）CHENG Z-i jian 2） 1） School of Metallurgical and Ecological EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Jiuquan Iron ＆ Steel GroupJiuquan735100China ABSTRACT According to the operating parameters of Jiuquan Iron ＆ Steel Groupthe factorswhich affect the collision of inclusions and removal rate by coagulationhave been studied through the theoretical analysis and calculation．Increasing stirring energy and temperature of liquid steel is helpful for coagulation between inclusions．In the process of coagulation between inclusionsturbulent collision plays a main role．Inclusion removal by collision is suitable for inclusions having a radius of 1to 13μmwhose removal rates are41∙2％－87∙8％． KEY WORDS ladle refining；inclusion；coagulation 收稿日期：2009-07-03 作者简介：舒志浩（1987－）男硕士研究生；程树森（1964－）男教授博士E-mail：chengsusen＠metall．ustb．edu．cn 随着社会的发展人们对钢材质量要求越来越 高减少钢中的非金属夹杂物实现洁净钢的生产是 近十几年炼钢科学技术研究的重点．从钢坯检验可 以看出夹杂物的含量依然很高尤其是小颗粒夹杂 物．因此促进钢液中夹杂物碰撞长大非常有利于 钢材质量的提高． Zhang 等［1］ 对夹杂物碰撞长大作过相关的总 结但是并没有对碰撞长大去除率和影响因素作计 算和分析．Murakata 等［2］对夹杂物间湍流碰撞率常 数的计算公式进行了修正但没有对在该种碰撞方 式下的夹杂物去除率进行计算．本文从理论出发 分析了各种碰撞率常数的影响因素计算了不同尺 寸夹杂物的碰撞长大去除率给出了夹杂物在钢液 中碰撞长大的基本规律． 1 夹杂物的碰撞长大行为 1∙1 夹杂物的碰撞长大方式 钢液中夹杂物可以上浮到钢液表面或黏附到固 体表面但是这些方式只能去除较大尺寸的夹杂物 小颗粒夹杂物主要依靠自身的碰撞长大．夹杂物间 的碰撞有三种方式［3］ （如图1所示）：布朗碰撞、斯托 克斯碰撞和湍流碰撞．布朗碰撞是指夹杂物在钢液 中进行布朗运动时发生的碰撞；斯托克斯碰撞指在 钢液中大颗粒夹杂物上浮速度大追赶上小颗粒夹 杂物并与其发生的碰撞；湍流碰撞指由于湍流漩涡 的运动夹杂物间发生的碰撞． 图1 夹杂物间不同碰撞方式 1∙2 夹杂物的碰撞率常数 每一种碰撞方式都有一个碰撞率常数该常数 的大小反映夹杂物间发生碰撞的难易程度同时也 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31Suppl．1 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．s1．013