针对竖炉生产中存在的煤气还原势未能充分利用、煤气消耗量高以及二氧化碳排放高等问题,设计出一种上部增设吹氧装置的竖炉.基于物料平衡和热平衡建立了上部吹氧竖炉的静态模型,并对其进行了数值求解模拟和分析.模拟结果表明,在典型条件下,上部吹氧竖炉每吨直接还原铁的还原煤气量为1404.67m3,吹氧量为20.32m3,煤气出口还原势降至0.56,排碳量减少26.25%,能耗减少19.56%

采用FLUENT大型商业软件和水模拟装置对某厂50tLF炉底吹氩喷嘴的布置方式进行了数值模拟和水模拟研究.分别讨论了单孔、双孔中心对称和双孔轴对称三种底吹氩喷嘴布置方式对钢液混匀时间的影响和钢液表面的卷渣情况.结果表明,在相同的吹氩量下,采用双孔轴对称底吹氩钢液混匀时间最短,在整个钢包内部及表面,钢液流动速度均匀而稳定,基本消除了搅拌\死区\,可以有效防止钢液卷渣,并为夹杂物的去除提供良好的动力学条件

以250t底吹氩钢包为原形，根据相似原理进行水模型实验，研究了不同透气砖布置参数、吹氩量、加料位置及透气砖透气性能变化对精炼效果的影响.结果表明：0.75R（透气砖在距钢包底部中心为0.75倍钢包底部半径R的位置）的双透气砖布置较0.64R、0.5R混匀时间短，但对包壁的冲刷严重；双透气砖大夹角（135°、180°）布置比小夹角（45°、90°）混匀时间短，0.64R-180°的双透气砖对称布置方案最优.在透气砖上方或双透气砖连线中垂线区域内添加物料，混匀时间最短；吹气量控制在67~70m3/h之间，可充分利用气体的搅拌能量，满足混匀时间短且不会产生卷渣的洁净钢精炼要求；透气砖堵塞较双孔正常吹气混匀时间延长，顶部钢液形成两个大小不一的裸露亮圈，并加重对包壁耐材的冲刷与侵蚀，降低钢液的混均效果及钢的洁净度

设计了一种适合模拟高炉喷煤燃烧的实验装置,满足热风既高温又高速的煤粉喷吹条件,可以模拟氧气高炉条件下的煤粉喷吹.喷吹瞬间流场的数值模拟结果表明,当喷吹气体速度达到最大值时,直吹管气体平均速度为162.35 m·s-1.利用该装置研究了氧气高炉条件下煤粉的燃烧规律.结果表明:煤粉的燃烧率随O/C原子比的增加而增加;在低O/C原子比条件下,煤粉的燃烧率较低,但其增幅比较明显;无烟煤的燃烧率低于烟煤

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

三孔喷头的结构形式、马赫数、小孔夹角和小孔间距等参数的选择,以及吹炼枪位的确定是当前三孔喷头的研究中的几个重要課题。本文结合对喷头的冷态测定和转炉的吹炼实践对上述问题进行了研究。三喉式喷头由于其结构合理,能有效地将氧气压力能转化成射流的动能。同时提出了目前中小型转炉广泛使用的单三式喷头的改造途径。结合射流冲力衰减和实际吹炼枪位的数据,找出了枪位同射流冲力的关系,这样可用冷态测定的数据並指导转炉的枪位操作。在使用三孔喷头的情况下,转炉要顺利地进行吹炼,必须保证有适当的循环比(即射流的冲击半径同熔池半径之比),小孔夹角和间距是对循环比有影响的重要因素

利用水力学模型及数值模拟软件研究了倾角式顶吹单孔氧枪对脱磷钢包内熔池流场所造成的影响,并且研究了倾角角度分别为39°、41°、43°、45°和17°的单孔氧枪对熔池的搅拌效果和冲击特性.研究表明:适当的倾斜角有利与熔池脱磷反应的进行,过大及过小的倾斜角会分别减小冲击深度及冲击直径导致熔池脱磷速率降低.当采用43°顶吹氧枪喷头喷吹时,冲击深度及冲击面积适中,熔池混匀时间及死区体积最小,钢液的平均流动速度最大,有利于促进钢包脱磷过程磷元素的扩散,从而提高脱磷效率.工业试验结果表明,43°脱磷氧枪具有更好熔池搅拌能力,在提高脱磷效果的同时降低了冶炼过程中的钢铁料消耗

以某钢厂15t顶底复吹转炉为背景,介绍用一般IBM-PC微型机实现复吹转炉计算机操作,同时提出冶炼终点钢水温度、含碳量的自适应预报和补吹智能操作,并给出程序框图和实验结果

三排風眼渦鼓形側吹轉爐水力學模型試驗,是在同時滿足模型中爐氣的福利德規範數與實驗爐子中相等和雷諾規範數達到自動模型化範圍的條件下進行的。根據實驗結果說明渦鼓形側吹轉爐使用三排風眼在具有合適的位置、風眼個數,直徑、角度、和各排間的風量分配時,可以同時達到減少噴濺損失、提高鋼水溫度、提高爐襯壽命和減少冶煉時間的目的。此外根據試驗結果認為渦鼓形側吹轉爐從減少噴濺損失著眼應該將爐帽傾角反轉

对南京钢铁厂15t复吹转炉在各种不同复合吹炼制度下的脱磷、成渣途径、升温制度以及喷溅等情况进行了深入、系统地分析和比较,并在此基础上提出了一个适合于南钢现行复吹生产条件下的最佳工艺方案