·76 工程科学学报，第38卷，增刊1 模拟了氧压分别为0.80、0.85与0.90MPa的条件 防止中后期炉渣返干，应提高枪位，比原枪位高100至 下，新氧枪与原氧枪的射流流场分布.从图2可以看 200mm.(2)对于一倒之前的拉C阶段，枪位为1.25 出，随着氧压的增大，射流冲击能力增强，对熔池的 m,由于新枪位略高，可适当延长拉C时间，应根据现 搅拌较好，有利于扩大冲击面积，增强氧气与射流的 场实际情况决定，(3)若在中后期化渣困难，建议适当 反应 加入氧化铁皮、污泥球等，以利于化渣 3.2射流压力场分布分析 4.2供氧流量的控制制度 从图3可以看出，高压氧气流从喷管出来后，压力 新氧枪的设定流量为21000m3/h,在实际操作过 迅速降低.这是因为通过喷头后，氧气高压转化为射 程当中，采取变流量操作，主要是在前中期防止泡沫渣 流动能，压力迅速减小，速度增大 的大量形成.具体的流量控制见表2 总压/MPa 0 表2氧气流量参数 0.9 0.8 Table 2 Oxygen flow parameters 0.7 0.6 时间/min 开吹~3 3~6 6~结束 05 0.4 流量/(m3.h-1) 21000 17000 19000 03 02 0.1 0.5 0 0.5 1.015 流量控制工艺应注意以下几点：(1)将氧气流量 2.0 2.5 3.0 射流长度/m 调小的时间大致在3min左右，应根据实际的来渣时间 图3氧气射流的压力场分布 进行调节，要比来渣时间略早0.5min.(2)中期把流 Fig.3 Pressure field distribution of oxygen jet 量调至17000m3/h,这个数值不是一成不变的，应在实 根据以上数值计算结果可得：优化后氧枪治金性 际的试验中寻求一个最佳数值，不仅能保证供氧强度 能明显优于原枪头的治金性能 和供氧时间，同时也要保证不能形成大量泡沫渣，防止 前期喷溅.优化后氧枪的供氧时间为l3.3mi,比原氧 4氧枪供氧制度工业试验 枪的l4.7min减少了1.4min.新氧枪在控制喷溅方面 经数值计算确定新氧枪各项参数以后，再对新氧 效果较好 枪进行工业试验，进一步确定针对高钒钛铁水治炼 5结论 82B的供氧制度操作 4.1氧枪枪位制度的优化 通过对首钢高钒钛铁水转炉冶炼82B供氧制度 新氧枪氧气流量和氧压比原氧枪略大，所以枪位 的优化研究得出以下结论： 控制应比原氧枪提高100mm左右，新氧枪的枪位可控 (1)随着供氧氧压的增加，氧气射流冲击能力增 制在1.25m至1.9m,这样能有效减少对炉底的冲刷. 强，熔池冲击面积增大，冲击深度增加，供氧强度增大 具体氧枪枪位控制制度如图4所示 有利于转炉化渣，有利于高钒钛铁水转炉治炼82B的 化渣，提高炉渣流动性和脱磷效果，解决了化渣困难 20 问题. (2)优化后氧枪的供氧时间为13.3min,比原氧枪 1800 的l4.7min减少了1.4min,在供氧时间上有明显的优 160 化效果. (3)新氧枪在控制喷溅方面效果较好，在相同高 1400 度下新氧枪氧气射流所能到达径向距离大，对钢液的 1200 搅拌效果强，冲击半径积大，增强了熔池搅拌能力，有 1234567890123十◆ 利于整个治炼过程钢渣反应的进行，使钢铁料消耗降 欧氧时问/in 低，有利于82B生产成本的降低 图4氧枪枪位控制制度 以上利用数值模拟与工业试验共同研究可得：针 Fig.4 Control system of lance heigh 对高钒钛复杂铁水怡炼82B的工艺，新的供氧制度治 新氧枪供氧工艺操作应注意以下几点：(1)由于 金性能明显优于原供氧制度.新的供氧制度在82B节 新氧枪的正常工作氧压和流量均比原氧枪略高，为了 能降耗方面表现尤为突出工程科学学报，第 38 卷，增刊 1 模拟了 氧 压 分 别 为 0. 80、0. 85 与 0. 90 MPa 的 条 件 下，新氧枪与原氧枪的射流流场分布． 从图 2 可以看 出，随着氧压的增大，射流冲击能力增强，对熔池的 搅拌较好，有利于扩大冲击面积，增强氧气与射流的 反应． 3. 2 射流压力场分布分析 从图 3 可以看出，高压氧气流从喷管出来后，压力 迅速降低． 这是因为通过喷头后，氧气高压转化为射 流动能，压力迅速减小，速度增大． 图 3 氧气射流的压力场分布 Fig． 3 Pressure field distribution of oxygen jet 根据以上数值计算结果可得: 优化后氧枪冶金性 能明显优于原枪头的冶金性能． 4 氧枪供氧制度工业试验 经数值计算确定新氧枪各项参数以后，再对新氧 枪进行工业试验，进一步确定针对高钒钛铁水冶炼 82B 的供氧制度操作． 4. 1 氧枪枪位制度的优化 新氧枪氧气流量和氧压比原氧枪略大，所以枪位 控制应比原氧枪提高 100 mm 左右，新氧枪的枪位可控 制在 1. 25 m 至 1. 9 m，这样能有效减少对炉底的冲刷． 具体氧枪枪位控制制度如图 4 所示． 图 4 氧枪枪位控制制度 Fig． 4 Control system of lance height 新氧枪供氧工艺操作应注意以下几点: ( 1) 由于 新氧枪的正常工作氧压和流量均比原氧枪略高，为了 防止中后期炉渣返干，应提高枪位，比原枪位高 100 至 200 mm． ( 2) 对于一倒之前的拉 C 阶段，枪位为 1. 25 m，由于新枪位略高，可适当延长拉 C 时间，应根据现 场实际情况决定． ( 3) 若在中后期化渣困难，建议适当 加入氧化铁皮、污泥球等，以利于化渣． 4. 2 供氧流量的控制制度 新氧枪的设定流量为 21000 m3 / h，在实际操作过 程当中，采取变流量操作，主要是在前中期防止泡沫渣 的大量形成． 具体的流量控制见表 2． 表 2 氧气流量参数 Table 2 Oxygen flow parameters 时间/min 开吹 ～ 3 3 ～ 6 6 ～ 结束 流量/( m3 ·h － 1 ) 21000 17000 19000 流量控制工艺应注意以下几点: ( 1) 将氧气流量 调小的时间大致在3 min 左右，应根据实际的来渣时间 进行调节，要比来渣时间略早 0. 5 min． ( 2) 中期把流 量调至 17000 m3 / h，这个数值不是一成不变的，应在实 际的试验中寻求一个最佳数值，不仅能保证供氧强度 和供氧时间，同时也要保证不能形成大量泡沫渣，防止 前期喷溅． 优化后氧枪的供氧时间为 13. 3 min，比原氧 枪的 14. 7 min 减少了 1. 4 min． 新氧枪在控制喷溅方面 效果较好． 5 结论 通过对首钢高钒钛铁水转炉冶炼 82B 供氧制度 的优化研究得出以下结论: ( 1) 随着供氧氧压的增加，氧气射流冲击能力增 强，熔池冲击面积增大，冲击深度增加，供氧强度增大 有利于转炉化渣，有利于高钒钛铁水转炉冶炼 82B 的 化渣，提高炉渣流动性和脱磷效果，解决了化渣困难 问题． ( 2) 优化后氧枪的供氧时间为 13. 3 min，比原氧枪 的 14. 7 min 减少了 1. 4 min，在供氧时间上有明显的优 化效果． ( 3) 新氧枪在控制喷溅方面效果较好，在相同高 度下新氧枪氧气射流所能到达径向距离大，对钢液的 搅拌效果强，冲击半径积大，增强了熔池搅拌能力，有 利于整个冶炼过程钢渣反应的进行，使钢铁料消耗降 低，有利于 82B 生产成本的降低． 以上利用数值模拟与工业试验共同研究可得: 针 对高钒钛复杂铁水冶炼 82B 的工艺，新的供氧制度冶 金性能明显优于原供氧制度． 新的供氧制度在 82B 节 能降耗方面表现尤为突出． · 67 ·