第12期 赵新宇等：铁水包吹气排渣过程的模拟 .1529. 中，应在可能的情况下增加气体的流量，从而使得铁 水表面形成更大的无渣区， (b) 图7水模拟不同气体流量下的气体分布云图.(a)4m3h-l;(b)5m3h1:(c)6m3h-1 Fig.7 Diagram of slag blowing in different gas fluxes in water modelling:(a)4m (b)5mh;(c)6m3h 气体体积分数 气体体积分数 气体体积分数 5.000x10 (a) 5.000x103 (bl 5.000x103 (e) 4.444×102 4.444×101 4.444×103 389x10 3.w9x10 3.8w9x101 31 3.333x10 3333×10 2.778×10 2778×10 2778x10 2.222×101 2.222×10 2222×101 1.667x10 1667x10- 1667x10-3 1.111×103 1.111x1o L.1LI×103 5.556x104 5.556x104 5.556x104 04m 04m 0.4m 图8数值模拟不同气体流量下的气体分布云图.(a)95.6m3h-1;(b)119.5m3h-1;(c)143.4m3.h-1 Fig.8 Distribution of gas in different gas fluxes in numerical simulation:(a)95.6mh (b)119.5mh (c)143.4mh 40 参考文献 30 [1]Zhang L Q.Tian N Y,Xu A J.et al.Research on realization of 25 ladle multifunction.J Univ Sci Technol Beijing.2007.29(4): 20 424 15 (张龙强，田乃媛，徐安军，等.实现铁水包多功能技术的研 气体流量m,h) 究.北京科技大学学报，2007,29(4)：424) [2]Ma C K.Overview of hot metal desulphurization and slag skim- 图9水模拟不同气体流量下的无渣比 ming in Anshan Iron and Steel Group Corporation.China Met- Fig.9 Ratio of lack-slag area to sum area in different gas fluxes in all,2004,8:10 water simulation (马传凯.鞍钢铁水脱硫扒渣发展综述.中国冶金，2004,8： 10) 3结论 [3]WangS L.Research on Method of Simulation Experiment in Ferrous Metallurgy.Shenyang:Northeastern University of (1)通过设计的新型喷枪在铁水包内部喷吹气 Technology Press.1991:112 体的方法，可以在铁水表面形成一定的无渣区域，无 (王舒黎，钢铁冶金模拟实验研究方法，沈阳：东北工学院出 渣区域越大，则越有利于下一步的扒渣操作 版社，1991：112) (2)当浸入深度较小时，气体排开的面积为心 [4]Zhou L X.Experimental studies on swirling and recirculating two- phase flow field in a cold model of dualinlet sudden expansion 型，会有明显的内向凹陷，这会增加扒渣次数，甚至 combustor.Chin J Aeronaut.2000,13:193 会使渣扒与枪相碰.因此应该在可能的情况下增加 [5]Li Y,Zhou L X.A PDF two-phase turbulence model for sim 枪的浸入深度.浸入深度从200mm变到400mm, ulating gas particle flows behind a backward-facing step.Eng 无渣比从10%增加到30%. Thermophys.1996(5):12 (3)随着气体流量的增加，形成的无渣区面积 (李勇，周力行.k一EPDF两相湍流模型和台阶后方气粒两 相流动的模拟.工程热物理学报，1996(5)：12) 越大，排渣效果越好.气体流量从4m3.h1变到 [6]Zhou L X.Li Y.A new statistical theory and a kPDF model 6m3h-1,无渣比从30%增加到37%. for simulating turbulent gas particle flowsInternational Sym (4)水模实验为现场采用喷吹方法聚渣提供了 posia on Mathematical Modeling of Turbo Flows.Tokyo.1995 理论指导，水模拟与数值模拟有很好的吻合性， 399中‚应在可能的情况下增加气体的流量‚从而使得铁 水表面形成更大的无渣区． 图7 水模拟不同气体流量下的气体分布云图．（a）4m 3·h －1；（b）5m 3·h －1；（c）6m 3·h －1 Fig．7 Diagram of slag blowing in different gas fluxes in water modelling：（a）4m 3·h －1；（b）5m 3·h －1；（c）6m 3·h －1 图8 数值模拟不同气体流量下的气体分布云图．（a）95∙6m 3·h －1；（b）119∙5m 3·h －1；（c）143∙4m 3·h －1 Fig．8 Distribution of gas in different gas fluxes in numerical simulation：（a）95∙6m 3·h －1；（b）119∙5m 3·h －1；（c）143∙4m 3·h －1 图9 水模拟不同气体流量下的无渣比 Fig．9 Ratio of lack-slag area to sum area in different gas fluxes in water simulation 3 结论 （1） 通过设计的新型喷枪在铁水包内部喷吹气 体的方法‚可以在铁水表面形成一定的无渣区域‚无 渣区域越大‚则越有利于下一步的扒渣操作． （2） 当浸入深度较小时‚气体排开的面积为心 型‚会有明显的内向凹陷‚这会增加扒渣次数‚甚至 会使渣扒与枪相碰．因此应该在可能的情况下增加 枪的浸入深度．浸入深度从200mm 变到400mm‚ 无渣比从10％增加到30％． （3） 随着气体流量的增加‚形成的无渣区面积 越大‚排渣效果越好．气体流量从4m 3·h －1变到 6m 3·h －1‚无渣比从30％增加到37％． （4） 水模实验为现场采用喷吹方法聚渣提供了 理论指导．水模拟与数值模拟有很好的吻合性． 参 考 文 献 ［1］ Zhang L Q‚Tian N Y‚Xu A J‚et al．Research on realization of ladle multifunction．J Univ Sci Technol Beijing‚2007‚29（4）： 424 （张龙强‚田乃媛‚徐安军‚等．实现铁水包多功能技术的研 究．北京科技大学学报‚2007‚29（4）：424） ［2］ Ma C K．Overview of hot metal desulphurization and slag skim￾ming in Anshan Iron and Steel Group Corporation．China Met￾all‚2004‚8：10 （马传凯．鞍钢铁水脱硫扒渣发展综述．中国冶金‚2004‚8： 10） ［3］ Wang S L．Research on Method of Simulation Experiment in Ferrous Metallurgy． Shenyang： Northeastern University of Technology Press‚1991：112 （王舒黎．钢铁冶金模拟实验研究方法．沈阳：东北工学院出 版社‚1991：112） ［4］ Zhou L X．Experimental studies on swirling and recirculating two￾phase flow field in a cold model of dua-l inlet sudden-expansion combustor．Chin J Aeronaut‚2000‚13：193 ［5］ Li Y‚Zhou L X．A k-ε-PDF two-phase turbulence model for sim￾ulating gas-particle flows behind a backward-facing step．J Eng Thermophys‚1996（5）：12 （李勇‚周力行．k－ε－PDF 两相湍流模型和台阶后方气粒两 相流动的模拟．工程热物理学报‚1996（5）：12） ［6］ Zhou L X‚Li Y．A new statistical theory and a k-ε-PDF model for simulating turbulent gas-particle flows∥ International Sym￾posia on Mathematical Modeling of T urbo Flows．Tokyo‚1995： 399 第12期 赵新宇等： 铁水包吹气排渣过程的模拟 ·1529·