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D01:10.13374/i.issn1001t63x.2011.09.016 第33卷第9期 北京科技大学学报 Vol 33 No 9 2011年9月 Journal of Un iversity of Science and Techno logy Beijing Sp2011 钢包底吹氩搅拌特性 韩建军12* 李士琦)吴龙) 1)请华大学环境学院，北京100084,2)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 *通信作者，Email hanjianjur@139.cam 摘要以广义相似原理为理论基础，采用水力学模拟实验方法，对钢包底吹氩搅拌特性进行了研究·研究中以谐时性准数 为评价指标，考虑的影响因素包括修正弗劳德准数、液气密度比、熔池深径比和吹气位置·结果表明，各因素对评价指标的影 响均显著，最为显著的是液气密度比：各因素按显著性大小排序为液气密度比、修正弗劳德准数、熔池深径比和吹气位置：钢 包吹气位置设在单孔0.5R处搅拌效果最佳. 关键词炼钢；精炼：钢包：搅拌；影响因素 分类号TF769.2 Stirring characteristics of argon blow ing from the lad le bottom HAN Jian-jun,LI Shiq?,WU Long) 1)School of Enviromment Tsnghua University Beijing 100084.Chna 2)School ofMetallurgical and Ecobgical Engineering University of Science and Technology Beijing Beijing 100083 China Coresponding author Email hanjianjun@139.com ABSTRACT Based on the generalized si ilarity principle stirring characteristics of argon blow ing from the ladle bottom were stdied by water model experments In the research the hamonic number was considered as an evaluating indicator and four infuencing fac- tors were modified Froude number liquid gas density ratio melting bath depth-todimeter ratio and purging phg position Experi mental results show that all the four nfluencng factors have remarkable effect on the evaluating indicator and the liuid-gas density ra- tio is the most obvious Accomding to the significance the four influencing factors is in the onder of liquid gas density ratio modified Froude number melting bath depth-to diameter ratio and purging plg position Furthemore the best stirring effect will be achieved while using a single purging plug the position of which is 0.55R away from the bottan center KEY W ORDS steemaking refining ladles stirring influencing factors 钢包底吹氩是目前常用的一种炉外精炼技术， 的搅拌效果影响显著；研究中考虑的影响因素有吹 该技术既经济适用又简单易行，合理的吹氩制度能 气流量和吹气位置.然而，影响钢包底吹氩搅拌效 有效地促使钢包内钢液成分及温度的均匀化，促进 果的因素有很多-)，除吹气流量和透气砖位置 钢液内夹杂物的上浮，改善钢渣反应的动力学条 外，还包括液面高度、气体密度和透气砖有效吹气面 件，提高钢液的质量).因此，对钢包内底吹氩过 积等 程进行研究是十分必要的， 北京科技大学的季淑娟等3-4通过因次分析， 国外学者Hele可用无因次法研究混合现象时 应用相似理论中π定理，确定出谐时性准数H,与修 得出，混合时间与钢包内部底面直径、液面深度和表正弗劳德准数F、液气密度比π、熔池深径比π 面张力等变量之间的半经验模型，但未考虑吹气位 以及吹气位置W等量纲为1的特征数之间的关系 置对混合效果的影响.国内诸多学者6以修正弗 式，本研究在此基础上，以鞍钢二炼钢北区的180t 芳德准数为特征数对钢包底吹氩气搅拌钢液行为进 LF钢包炉为原型，采用水力学模拟实验研究方法， 行了大量的研究，确定了吹气体位置对钢包底吹氩 对钢包底吹氩的搅拌特性进行研究， 收稿日期：2010-09-15第 33卷 第 9期 2011年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．33Ｎｏ．9 Ｓｅｐ．2011 钢包底吹氩搅拌特性 韩建军 12）* 李士琦 2） 吴 龙 2） 1） 清华大学环境学院北京 100084 2） 北京科技大学冶金与生态工程学院北京 100083 * 通信作者Ｅ-ｍａｉｌ：ｈａｎｊｉａｎｊｕｎ＠139．ｃｏｍ 摘 要 以广义相似原理为理论基础采用水力学模拟实验方法对钢包底吹氩搅拌特性进行了研究．研究中以谐时性准数 为评价指标考虑的影响因素包括修正弗劳德准数、液气密度比、熔池深径比和吹气位置．结果表明各因素对评价指标的影 响均显著最为显著的是液气密度比；各因素按显著性大小排序为液气密度比、修正弗劳德准数、熔池深径比和吹气位置；钢 包吹气位置设在单孔 0∙5Ｒ处搅拌效果最佳． 关键词 炼钢；精炼；钢包；搅拌；影响因素 分类号 ＴＦ769∙2 Ｓｔｉｒｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｒｇｏｎｂｌｏｗｉｎｇｆｒｏｍ ｔｈｅｌａｄｌｅｂｏｔｔｏｍ ＨＡＮＪｉａｎ-ｊｕｎ 12）* ＬＩＳｈｉ-ｑｉ 2）ＷＵＬｏｎｇ 2） 1） ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＢｅｉｊｉｎｇ100084Ｃｈｉｎａ 2） ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇＢｅｉｊｉｎｇ100083Ｃｈｉｎａ * ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒＥ-ｍａｉｌ：ｈａｎｊｉａｎｊｕｎ＠139．ｃｏｍ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｔｉｒｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｒｇｏｎｂｌｏｗｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｌａｄｌｅｂｏｔｔｏｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙｗａｔｅｒｍｏｄｅｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｎｕｍｂｅｒｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｎｅｖａｌｕａｔｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒａｎｄｆｏｕｒｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃ- ｔｏｒｓｗｅｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄＦｒｏｕｄｅｎｕｍｂｅｒｌｉｑｕｉｄ-ｇａｓｄｅｎｓｉｔｙｒａｔｉｏｍｅｌｔｉｎｇｂａｔｈｄｅｐｔｈ-ｔｏ-ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏａｎｄｐｕｒｇｉｎｇｐｌｕｇｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｉ- ｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｌｌｔｈｅｆｏｕｒｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒａｎｄｔｈｅｌｉｑｕｉｄ-ｇａｓｄｅｎｓｉｔｙｒａ- ｔｉｏｉｓｔｈｅｍｏｓｔｏｂｖｉｏｕｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｈｅｆｏｕｒｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｉｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｌｉｑｕｉｄ-ｇａｓｄｅｎｓｉｔｙｒａｔｉｏｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｆｒｏｕｄｅｎｕｍｂｅｒｍｅｌｔｉｎｇｂａｔｈｄｅｐｔｈ-ｔｏ-ｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏａｎｄｐｕｒｇｉｎｇｐｌｕｇｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｔｈｅｂｅｓｔｓｔｉｒｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｗｉｌｌｂｅａｃｈｉｅｖｅｄ ｗｈｉｌｅｕｓｉｎｇａｓｉｎｇｌｅｐｕｒｇｉｎｇｐｌｕｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗｈｉｃｈｉｓ0∙55Ｒａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｂｏｔｔｏｍｃｅｎｔｅｒ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ；ｒｅｆｉｎｉｎｇ；ｌａｄｌｅｓ；ｓｔｉｒｒｉｎｇ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ 收稿日期：2010--09--15 钢包底吹氩是目前常用的一种炉外精炼技术 该技术既经济适用又简单易行．合理的吹氩制度能 有效地促使钢包内钢液成分及温度的均匀化促进 钢液内夹杂物的上浮改善钢--渣反应的动力学条 件提高钢液的质量 ［1--4］．因此对钢包内底吹氩过 程进行研究是十分必要的． 国外学者 Ｈｅｌｌｅ ［5］用无因次法研究混合现象时 得出混合时间与钢包内部底面直径、液面深度和表 面张力等变量之间的半经验模型但未考虑吹气位 置对混合效果的影响．国内诸多学者 ［6--9］以修正弗 劳德准数为特征数对钢包底吹氩气搅拌钢液行为进 行了大量的研究确定了吹气体位置对钢包底吹氩 的搅拌效果影响显著；研究中考虑的影响因素有吹 气流量和吹气位置．然而影响钢包底吹氩搅拌效 果的因素有很多 ［10--12］除吹气流量和透气砖位置 外还包括液面高度、气体密度和透气砖有效吹气面 积等． 北京科技大学的季淑娟等 ［13--14］通过因次分析 应用相似理论中 π定理确定出谐时性准数 Ｈ0与修 正弗劳德准数 Ｆｒ′、液气密度比 πρ、熔池深径比 πＨ 以及吹气位置 Ｗ等量纲为 1的特征数之间的关系 式．本研究在此基础上以鞍钢二炼钢北区的 180ｔ ＬＦ钢包炉为原型采用水力学模拟实验研究方法 对钢包底吹氩的搅拌特性进行研究． DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2011．09．016