D0L:10.13374M.issn1001-053x.2011.s1.001 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 地转偏向力对侧顶复吹AOD炉流场影响的理论分析 唐海燕李京社丁小明唐雯聃 北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京100083 通信作者，E-mail:tanghaiyan(@metall.ustb.cdu.cn 摘要基于地转偏向力的原理和120t侧顶复吹A0D炉的构造，对A0D炉和地转偏向力的关系进行了理论分析和计算，认 为地转偏向力通过对AOD炉内侧枪和顶枪气流的作用影响其流场.针对本研究的AOD炉，计算表明地转偏向力使顶枪气流 从出口到熔池液面发生7.92×10“()的偏转，使侧枪气流发生1.88×10·4()的偏转，说明地转偏向力对侧枪气流的影响 更大 关键词地转偏向力：AOD炉：顶枪：侧枪：偏转 分类号T℉762.8 Theoretical analysis on the influence of Coriolis force on the flow field of com- bined side and top blowing AOD converter TANG Hai-yan,LI Jing-she,DING Xiao-ming.TANG Wen-dan State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China Corresponding author,E-mail:tanghaiyan@metall.ustb.edu.cn ABSTRACT Based on the principle of Coriolis force and the structure of 120t combined side and top blowing AOD converter,the re- lationship between Coriolis force and the AOD was analyzed and calculated theoretically.The results show that Coriolis force affected AOD's flow field by the action on the gas flow of top and side lances.As to the AOD converter in this research,it is found that the de- flection angles of top gas and side gas from outlet to bath surface generated by Coriolis force were 7.92x 10-()and 1.88 x 10- ()respectively,showing that the influence of Coriolis force on side gas was greater than on top gas. KEY WORDS Coriolis force:AOD converter;top lance;side lance;deflection 地转偏向力亦称克里奥利力，因地球自转而产 采用AOD(argon oxygen decarburization)侧顶复吹工 生，能使在地球表面做水平运动的物体发生偏转. 艺.研究表明对于大吨位的AOD炉，采用多孔的具 在北半球有水平速度的物体会发生向右的偏转，而 有一定倾角的顶枪比用直立顶枪喷吹效果好， 在南半球有水平速度的物体会发生向左的偏转.漏 AOD侧枪一般是水平方向布置的喷嘴-6，这样不 斗漏水产生的水漩，大气中因热量不均产生的热气 管是顶枪还是侧枪都具有水平速度，也就具备了地 旋，都能体现地转偏向力的存在▣ 转偏向力产生影响的基本条件. 在自然现象中，地砖偏向力不仅作用于风，还作 如果AOD炉的流场能够契合地转偏向力的作 用于河流，使位于北半球的河流发生右岸侵蚀，南半 用趋势，则能提高流场的循环强度，缩短冶炼时间. 球的河流发生左岸侵蚀.火车轨道的两侧磨损程度 尽管地转偏向力不是影响AOD炉流场的决定因素， 的不同也体现了地转偏向力的作用.既然地转偏向 但它的作用却不容忽视.关于AOD炉流场的射流 力是广泛存在的，就应当考虑到它对建筑、水利和工 行为和流体流动行为有一些文献报道[5，但到目 业生产的影响2) 前为止，国内外还未见关于地转偏向力对AOD炉流 在不锈钢的冶炼过程中，为提高脱碳速度，普遍 场影响的相关报道.因此，本文基于地转偏向力的 收稿日期：20110101 基金项目：教有部博士点基金资助项目(No.200800080016):博士后基金资助项目(No.20100480204)第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 地转偏向力对侧顶复吹 AOD 炉流场影响的理论分析 唐海燕 李京社 丁小明 唐雯聃 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 通信作者，E-mail: tanghaiyan@ metall． ustb． edu． cn 摘 要 基于地转偏向力的原理和 120 t 侧顶复吹 AOD 炉的构造，对 AOD 炉和地转偏向力的关系进行了理论分析和计算，认 为地转偏向力通过对 AOD 炉内侧枪和顶枪气流的作用影响其流场． 针对本研究的 AOD 炉，计算表明地转偏向力使顶枪气流 从出口到熔池液面发生 7. 92 × 10 － 8 ( °) 的偏转，使侧枪气流发生 1. 88 × 10 － 4 ( °) 的偏转，说明地转偏向力对侧枪气流的影响 更大． 关键词 地转偏向力; AOD 炉; 顶枪; 侧枪; 偏转 分类号 TF762. 8 Theoretical analysis on the influence of Coriolis force on the flow field of com￾bined side and top blowing AOD converter TANG Hai-yan ，LI Jing-she，DING Xiao-ming，TANG Wen-dan State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: tanghaiyan@ metall． ustb． edu． cn ABSTRACT Based on the principle of Coriolis force and the structure of 120 t combined side and top blowing AOD converter，the re￾lationship between Coriolis force and the AOD was analyzed and calculated theoretically． The results show that Coriolis force affected AOD’s flow field by the action on the gas flow of top and side lances． As to the AOD converter in this research，it is found that the de￾flection angles of top gas and side gas from outlet to bath surface generated by Coriolis force were 7. 92 × 10 － 8 ( °) and 1. 88 × 10 － 4 ( °) ，respectively，showing that the influence of Coriolis force on side gas was greater than on top gas． KEY WORDS Coriolis force; AOD converter; top lance; side lance; deflection 收稿日期: 2011--01--01 基金项目: 教育部博士点基金资助项目( No． 200800080016) ; 博士后基金资助项目( No． 20100480204) 地转偏向力亦称克里奥利力，因地球自转而产 生，能使在地球表面做水平运动的物体发生偏转． 在北半球有水平速度的物体会发生向右的偏转，而 在南半球有水平速度的物体会发生向左的偏转． 漏 斗漏水产生的水漩，大气中因热量不均产生的热气 旋，都能体现地转偏向力的存在［1］． 在自然现象中，地砖偏向力不仅作用于风，还作 用于河流，使位于北半球的河流发生右岸侵蚀，南半 球的河流发生左岸侵蚀． 火车轨道的两侧磨损程度 的不同也体现了地转偏向力的作用． 既然地转偏向 力是广泛存在的，就应当考虑到它对建筑、水利和工 业生产的影响［2--3］． 在不锈钢的冶炼过程中，为提高脱碳速度，普遍 采用 AOD( argon oxygen decarburization) 侧顶复吹工 艺． 研究表明对于大吨位的 AOD 炉，采用多孔的具 有一定倾角的顶枪比用直立顶枪喷吹效果好［4］， AOD 侧枪一般是水平方向布置的喷嘴［5--6］，这样不 管是顶枪还是侧枪都具有水平速度，也就具备了地 转偏向力产生影响的基本条件． 如果 AOD 炉的流场能够契合地转偏向力的作 用趋势，则能提高流场的循环强度，缩短冶炼时间． 尽管地转偏向力不是影响 AOD 炉流场的决定因素， 但它的作用却不容忽视． 关于 AOD 炉流场的射流 行为和流体流动行为有一些文献报道［5--11］，但到目 前为止，国内外还未见关于地转偏向力对 AOD 炉流 场影响的相关报道． 因此，本文基于地转偏向力的 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.001