QQ交談
在轉(zhuǎn)爐精煉方面,為減少無渣吹煉時的鋼水噴濺,因此在頂吹氧槍設(shè)計中,除了進(jìn)行模型實驗外,還同時進(jìn)行了數(shù)值流體力學(xué)的解析。尤其是,結(jié)合實驗中獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù),可以獲得噴吹氣流在三維方向的運(yùn)動量等復(fù)雜數(shù)據(jù)。
最近,由于耐化學(xué)性試驗法之一的粒子法的應(yīng)用,因此出現(xiàn)了對與液體(鋼水)的相互作用產(chǎn)生的噴濺等進(jìn)行試驗解析的動向。
但是,上述的解析全部都是基于沒有反應(yīng)的氣體與液體的流體解析。有關(guān)轉(zhuǎn)爐內(nèi)頂吹噴槍的脫碳反應(yīng)的氣流解析,除了1990年初進(jìn)行的二維解析外,就再也沒有了。
Kato等人根據(jù)小型高頻爐吹氧時的二次燃燒實驗結(jié)果,基于動平衡的考慮,預(yù)先給出了氧氣噴吹時鋼液的凹處,并假設(shè)紊流普蘭特數(shù)和紊流施密特數(shù)都為1,推算出伴隨反應(yīng)的爐內(nèi)氣流,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與二次燃燒率基本一致。
Baptizmanski等人進(jìn)行了在10kg鐵水中底吹氧的觀察實驗,取得了意義深遠(yuǎn)的結(jié)果。即,通過直接觀察底吹氧時的火點,可以將火點分為氧直接與鐵反應(yīng)后形成的極高溫度區(qū)(IB區(qū))和火點周圍FeO被C還原的低溫區(qū)(ⅡA區(qū)、ⅡB區(qū))。在成為脫碳最盛期的低碳含量區(qū)內(nèi),Ⅱ區(qū)(ⅡA、ⅡB)擴(kuò)大;在生成鐵氧化的低碳含量區(qū)內(nèi),IB區(qū)擴(kuò)大。根據(jù)相當(dāng)于IB區(qū)的火點溫度測定可知,在脫碳最盛期的火點溫度為2373K,在鐵氧化期的火點溫度為2573K。
雖然可以推測即使在頂吹氧槍吹氧時也同樣會發(fā)生因噴吹的氧氣產(chǎn)生的火點(生成氧化鐵)及其還原機(jī)理,但詳細(xì)情況仍不清楚。
隨著鐵水預(yù)處理工藝的引進(jìn),鐵水條件已穩(wěn)定,頂?shù)状禑挼匿撍蜖t渣實現(xiàn)了均勻化。為提高鋼水中的碳含量和溫度的終點控制精度,需進(jìn)一步提高吹煉控制數(shù)學(xué)模型的精度。為減少吹煉的變化和干擾因素,還進(jìn)行了將副槍測定后的連續(xù)性廢氣成分導(dǎo)入吹煉控制模型的試驗。
但是,為實現(xiàn)未來轉(zhuǎn)爐操作不需要熟練操作工的完全自動吹煉控制,因此要進(jìn)一步提高吹煉控制數(shù)學(xué)模型本身的精度。脫碳、脫磷、脫硫和鐵的氧化及還原反應(yīng)在轉(zhuǎn)爐內(nèi)是同時進(jìn)行的,為對其進(jìn)行解析和優(yōu)化,開發(fā)了多相偶合反應(yīng)模型和基于這種模型的工藝模擬研究。在未來實現(xiàn)工業(yè)化操作上,要加快實爐的解析,進(jìn)一步推進(jìn)反應(yīng)速度解析方面的研究,包括轉(zhuǎn)爐爐形影響的研究。