钢包钢包底吹氩实验方案及对策

1、. -. . word.zl-钢包钢包底吹氩实验案1吹氩精炼的影响因素氩气的精炼效果与吹氩量、吹氩压力、吹氩时间等因素有关。1.1吹氩量 搅拌气体进入熔池时，首先在喷嘴上形成气泡。在气流动能的推动下到液相中，分散成无数的小气泡而上浮，同时在高温钢水中气体被加热而膨胀，从而产生了强烈的搅拌作用。随着吹气量的增加，搅拌强度增大，而吹气量的增加是有一个I临界值的，如果吹气量超过某一临界值，吹入的气体从钢包底部向上部形成所谓的贯穿流，容易引起钢水发生喷溅，造成钢液外表覆盖的渣卷入钢液部。造成对钢液的污染。另外当吹氩量偏低时，就限制了氩气的精炼作用，从而使氨气的脱氧、去气和保护钢水的作用都得不到充分发挥

2、。吹入气量是与吹气压力、吹气喷嘴构造等因素有关，可由试验决定。在生产常根据不冲破钢包渣层裸鼹钢水为原那么来确定吹气量和压力。1.2氩气压力 氩气的压力大，搅动力也大，气泡上升速度快，但压力过大时，氩气流涉及围越来越少，氩气泡与钢液的接触面减小，而且如压力过大时，气体会迅速地冲出钢液，要冲破钢液上覆盖的渣层，使钢液受到大气的氧化，对精炼效果反而不利。为此要求吹入的氩气压力不要太大，一般以能克制钢液的静压力，刚好能在透气砖外表上形成气泡为适宜。如钢液深，刚所需的氢气压力大，反之，所需氩气压力小。理想状态是使氩气流遍布全钢包，增加接触面积和延长氩气流上升的流程和时间。1.3吹氩时间 目前，普遍认为吹

3、氩时问不宣太长，否那么钢液温度下降太多，且由于耐材受冲刷而使非金属夹杂物出现率增加，但吹氩时间缺乏，气体及非金属夹杂物不能很好地去除，吹氩效果不明显。所以必须根据现场实际生产情况，以及要到达的精炼效果，从而确定适宜的吹氩时间。2实验原理 物理模拟的理论根底是相似原理。应用相似原理建立模型和进展实验时，必须保证两系统几相似、物理相似。对于钢包底吹氩系统来说，引起体系流动的动力主要是气泡浮力而不是湍流的粘性力，因此保证模型与原型的修正弗德准数相等，就能根本上保证它们的动力相似，根据这一原那么，选用修正的Fr,就可以确定模型中吹气量的围。 钢包底吹氩精炼的物理模拟采用水模型实验，用水模拟钢液，空气模

4、拟氩气。3实验参数确实定3.1 钢包底吹氩工艺参数钢包主要工艺参数为：表1 钢包主要参数表钢包容量/T钢包底部径/mm 钢包顶部径/mm 钢包高度/mm 钢包钢液面高度/mm 3.2水模型的建立 模型的几尺寸，格按照()的模型与原形比例制作。钢包采用有机玻璃制作，用空气来代替氩气。底部喷嘴用小的气室来代替，空气由空压机通过橡胶管吹入气室。气体在气室混合均匀后由喷嘴吹入。钢包原型与水模型物理参数如下表表2原型与模型的主要物理参数参数钢包实际参数水模模型参数高度/mm底部直径/mm顶部直径/mm钢液面高度/mm气体流量/ m h液体密度/ kgm3.3喷吹流量的计算 试验中用水来代替钢液，用空气来

5、代替氩气。由(2-1)、(2-2)可得：式中：一模型与原型的比例()Ar一氩气密度，常温下为1.55 kgm空一空气密度，常温下为1.25kgm水一水的密度，常温下为1.00l03 kgm钢钢液密度，1660时为7.00103 kgm代入(2-3)可求得：Qm=模型中吹气量为实际中的倍。4实验案设计4.1工艺参数的影响1喷吹气体流量的影响 钢包的流动主要是由底部透气元传喷吹的氩气，在钢液中形成氩气泡，气泡上浮而引起钢液的搅动，然后气泡从钢液面逸出。随着吹气量增大，搅拌越强烈。气泡在上浮过程中带动夹杂的上浮，搅拌越强上浮越充分，但当吹气量过大，渣层可能以液滴形式被卷入钢液而形成夹渣。所以必须优化

6、调整台理的工艺参数。底吹氩透气元件的布置研究表蹲，对于100t以上大钢包，多采用单喷嘴喷吹和两喷嘴喷吹的模式。两喷嘴喷吹，喷嘴夹角多为90。或180。喷嘴距离中心半径r与钢包底面半径R之比rR多为0.4-0.7不等。研究说明，喷嘴靠近包壁，搅拌效果较好，但太靠近钢包壁，包村因冲刷所受的侵蚀那么越重。透气砖应在0.4R至0.7R围安装。4.2实验评价指标 通过优化吹气量以及喷嘴的布置，到达提高钢包搅拌能的成效。但试验中，直接测量搅拌能较为困难。依照参考文献，取混匀时间与比搅拌功率的关系：因此，可用混匀时间来简洁判定钢液的搅拌能力，混匀时间越短，对钢液搅拌能力越强。4.3实验案 在钢包底部沿直径向

7、选择了两个不同位置安装喷，喷到底部中心间距分别为1/2R、2/3R。实验中采用了五中种式进展吹气搅拌，分别为单喷吹、等半径双喷吹夹角为90、等半径双喷吹夹角为180、不等半径双喷吹夹角为90和不等半径双喷吹夹角为180。改变送入气量的大小，测出混匀时间，挑选最正确的喷嘴布置式及气量。表3 实验中吹氩量的选择气量编号123456Qm/hQm/h单双注：Q-生产实际底吹气体流量，Q一实验底吹气体流量，Q=O.0139Q喷嘴布置案：(1)单喷嘴模式 采用一个喷嘴底吹气搅拌，喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R、2/3R。两种不同的式(简称1/2R和2/3R)均采取l6个气量进展喷吹,测出混匀时

8、间。等半径双喷嘴模式(夹角90) 采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴与包底中心连线互相垂直。喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R。2种不同的式(简称等径1/2R90、等径2/3R90)均采取l6个气量进展喷吹，测出混匀时间。等半径双喷嘴模式(夹角180) 采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴在同一条直径上。喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R。2种不同的式(简称等径1/2R180、等径2/3R180)均采取l6个气量进展喷吹，测出混匀时间。不等径双喷嘴模式(夹角90) 采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴与包底中心连线互相垂直。这一种式的两个喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R

9、和2/3R，(简称不等径90)均采取l6个气量进展喷吹，测出混匀时间。不等径双喷嘴模式(夹角180) 采用双喷嘴底吹气搅拌，两喷嘴在同一条直径上。这一种式的两个喷嘴中心离钢包底部中心的距离分别为1/2R和2/3R(简称不等径180)，均采取l6个气量进展喷吹，测出混匀时间。数据记录表格如下：表4 单单喷嘴模式混匀时间/tQ(m/h1/2R2/3R表5 双喷嘴模式混匀时间/tQ(m/h等径1/2R90等径2/3R90等径1/2R180等径2/3R180不等径90不等径1805实验装置及相关设备1实验装置 实验装置示意图如图2-6。图2-6实验装置示意图(2)附属仪器空压机、气体流量计、数码摄像仪

10、、电导率仪、记录仪等。6实验法6.1混匀时间的测定 测量混匀时间分布，通常采用“刺激一响应技术。其法是：在钢包中钢液活泼处输入一个刺激信号，信号一般使用示踪剂来实现，然后在钢包滞留处测量该输入信号的输出，即所谓响应，从响应曲线可得到混匀时间。要求钢包底吹氩精炼过程混匀时间越短越好。 实验中，将模型中注入水，到达要求的液面高度。翻开风机，将空气抽入空压机，到达一定压强后，通过调整流量计来控制欧气量。预先欧3分钟后，待模型中流动稳定，将定量的NaCl溶液通过漏斗进入液面以下，缓慢注入喷吹中心附近(单喷吹)或两个喷嘴连线中心点正上(双喷吹)，将电极插入喷嘴远端的底部滞留区。用电导率仪测量模型中水的电导率变化。 混匀时间最终根据电导率的波动不超过稳定值的5%确定。并用函数记录仪记录变化曲线，然后计算混匀时间。每组实验测量三次，取三次时间平均值，将记录下来的数据绘制成曲线，进展数据分析比拟，找出最正确的供气位置。 NaCl溶液图27测量法7 实验数据分析对所测量的数据进展绘制曲线，进展比对分析，对单钢包底吹氩与双底吹氩进展细致分析，探寻最优的吹氩式，并且确定钢包底部开的