钢包钢包底吹氩实验设计方案
钢包渣处理技术和底吹氩参数优化
4104 % ,有利于吸附钢水中上浮的夹杂物 。 (2) 钢中 T[ O ] 含量 表 9 是本次试验低碳铝镇静钢 T [ O ]含
表 2 精炼渣的主要理化性能
渣号 1#渣
CaO 45115
SiO2 5182
化学成分
MgO 3121
Al2O3 9155
% S
01153
2#渣
67139
4186
2130 17134 01146
注 :M 系保密内容
212 第一轮工业性试验结果
21211 试验条件
试验钢种均为 Q195 ( 铝硅镇静钢) , 共
低碳铝 镇静钢
CaO 29137～54149
44165 22140～50169
45103
表 1 钢包渣主要化学成分
SiO2 10118～43100
22167 7145～21180
11126
Al2O3 1174～18152
9133 6119～27118
16128
Σ ( FeO + MnO) 4138～33126
39183 28～92 56115
铸坯中 T[O] ≤ 40 ppm 的比例 %
7114 80 75 25
工艺
精炼渣 精炼渣 精炼渣 精炼渣 平均 未处理
夹杂总量 mg·kg - 1
24101
12104 10103
5164
钢包钢包底吹氩实验方案
钢包钢包底吹氩实验方案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，造成钢液表面覆盖的渣卷入钢液内部。
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。
吹入气量是与吹气压力、吹气喷嘴结构等因素有关，可由试验决定。
在生产中通常根据不冲破钢包渣层裸鼹钢水为原则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，氩气流涉及范围越来越少，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，一般以能克服钢液的静压力，刚好能在透气砖表面上形成气泡为合适。
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，普遍认为吹氩时问不宣太长，否则钢液温度下降太多，且由于耐材受冲刷而使非金属夹杂物出现率增加，但吹氩时间不足，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，以及要达到的精炼效果，从而确定合适的吹氩时间。
2实验原理物理模拟的理论基础是相似原理。
应用相似原理建立模型和进行实验时，必须保证两系统几何相似、物理相似。
对于钢包底吹氩系统来说，引起体系内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鲁德准数相等，就能基本上保证它们的动力相似，根据这一原则，选用修正的Fr’,就可以确定模型中吹气量的范围。
底吹氩技术在安钢30t钢包上的设计及应用
１ 前 言
钢包底吹氩是现代炼钢工艺过程 中必不可少的
一
素：
（ 透气芯的尺寸要满足吹氩工艺所需透气量 的 １ ）
大小。
个环节 ， 它是通过安装在钢包底部 的透气 砖 向钢
（ 为防止修包 时浇注料灌人透气砖 内和使用时 ２ ） 被冷钢、 残渣覆盖 ， 透气砖 的高度应 稍高于包 底包
维普资讯
第２ ９卷第 ５期
２０ ０７年 １ ０月
甘
肃
冶
金
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ５ １２ ． Ｏｃ ． ２ ０ ｔ ，０ ７
ＧＡＮＳ Ｕ ＭＥＴＡＩ ＵＲＣＹ
文 章 编 号 ：６２４ ６ （０ ７ ０ －０ ５ ） １７ －４ １ ２ ０ ）５０ １ ４３
（ 便于浇注料 的振动操作 ， ３ ） 使透气砖与浇注料 接触密实 ， 确保使用时安全而不会发生漏钢事故 。 根据 以上要求 ， 透气砖 的外形结构尺寸进行 对
了设 计 ， 图 １ 见 。
２ 钢 包底吹氩技术 的设计及应用
２１ 透气 砖 的设 计 与选择 ．
２ １ １ 透 气砖 的 结构设 计 ． ．
衬。
液中吹人氩气等惰性气体 ， 使钢液在钢包 内产生环 流， 对钢水进行充分搅拌 ， 使添加在钢水中的合金 、 脱氧剂 、 脱硫剂等快速熔 化、 分散 ， 促使钢液成分和 温度的均匀 ， 吸附钢液中的夹杂物 ， 去除钢中的非金 属夹杂和有害气体 ， 从而达到净化钢液 目的， 其使用 效果远远高于钢包顶吹氩。安钢第二炼钢厂过去采 用 钢包 吹氩枪 顶 吹 的 吹氩 方 式 ， 着对 钢 水 质 量 的 随 要求越来越高 ， 已不能满足提高钢水质量的需要 。
≤Ｏ． ２ ＭＰａ 。
考虑到该厂出钢温度高及钢包使用寿命长的特
钢包底吹氩控制系统的优化设计
钢包底吹氩控制系统的优化设计一、引言钢包底吹氩控制系统在钢铁冶炼过程中起着至关重要的作用。
它通过控制底吹氩气的流量和压力，实现钢水中氧含量的控制，从而提高钢水质量和冶炼效率。
然而，在现有的底吹氩控制系统中，仍存在一些问题和待优化的空间。
本文将针对这些问题进行探讨，并提出一种优化设计方案，旨在改善底吹氩控制系统的性能。
二、问题分析1. 氩气流量不稳定：目前的底吹氩控制系统在控制氩气流量时存在一定的波动性，这可能导致钢水中氧含量无法稳定控制，使得钢水质量下降。
2. 压力控制不准确：底吹氩控制系统中的压力传感器精度有限，无法实现精确的压力控制，这可能影响到氩气的吹入效果。
3. 控制策略过于简单：目前的底吹氩控制系统采用的控制策略相对简单，无法充分考虑到钢水冶炼过程中的复杂动态变化，导致控制效果有限。
三、优化设计方案为了改善钢包底吹氩控制系统的性能，我们提出以下优化设计方案：1. 引入先进的气体流量控制技术：通过采用先进的气体流量控制器，可以实现对氩气流量的精确控制。
该控制器能够根据实时测量的氩气流量反馈信息，调整控制阀门的开度，以实现稳定的氩气流量输出。
2. 优化压力传感器选择：选择高精度的压力传感器，并进行准确的校准和调整，以提高底吹氩控制系统中压力的测量和控制精度。
3. 制定复杂的控制策略：结合钢水冶炼过程的动态特性，制定更为复杂的控制策略。
该策略应考虑到钢水温度、氧含量、氩气流量等多个因素的综合影响，并通过建立合适的数学模型和控制算法，实现对底吹氩控制系统的智能化控制。
四、实施方案在实施优化设计方案时，需要考虑以下几个方面：1. 系统硬件的更新：根据优化设计方案的要求，对底吹氩控制系统的硬件进行更新，包括更换控制器、传感器等设备，并确保其与现有系统的兼容性。
2. 软件算法的优化：根据新的控制策略，优化底吹氩控制系统的软件算法，确保其能够准确地根据实时数据进行控制决策，并实现智能化控制。
3. 系统测试与调试：在实施优化设计方案后，进行系统测试与调试，验证新设计的稳定性和性能。
钢包底吹氩工艺开发
钢包底吹氩工艺开发摘要：钢包底吹氩工艺是一种有效的钢水处理方法，通过向钢包底部吹入氩气，使钢水中的杂质和气体充分上浮，达到净化钢水的目的。
本文主要介绍了钢包底吹氩工艺的原理、开发过程及应用效果，阐述了该工艺对提高钢水质量和连铸效率的影响。
一、钢包底吹氩工艺原理钢包底吹氩工艺的原理是在钢包底部通过特制的喷嘴向钢水中吹入氩气。
氩气在钢水中形成气泡，气泡在上升过程中会吸附钢水中的杂质，并携带杂质上浮，从而达到净化钢水的目的。
同时，氩气的搅拌作用还可以使钢水成分和温度更加均匀，提高钢水的质量。
二、钢包底吹氩工艺开发钢包底吹氩工艺的开发主要包括工艺流程设计、设备选型和控制系统优化三个环节。
首先，需要确定合适的氩气流量、压力和喷嘴结构，保证氩气能够充分搅拌钢水。
其次，需要根据钢包容量、钢水处理量和现场实际情况选择合适的设备型号和数量。
最后，需要对控制系统进行优化，确保工艺过程的稳定性和可靠性。
三、钢包底吹氩工艺应用效果钢包底吹氩工艺在多个钢铁企业得到了广泛应用，并取得了良好的应用效果。
首先，该工艺可以显著提高钢水质量，降低钢水中杂质含量，提高钢材的力学性能和耐腐蚀性能。
其次，该工艺可以显著提高连铸效率，降低铸造成本，提高钢铁企业的经济效益。
此外，该工艺还可以减少铸坯裂纹、提高铸坯质量，延长铸坯使用寿命。
四、结论钢包底吹氩工艺是一种有效的钢水处理方法，通过向钢包底部吹入氩气，可以显著提高钢水质量和连铸效率。
该工艺的开发和应用对于提高钢铁企业的产品质量和经济效益具有重要意义。
未来，还需要进一步研究和优化钢包底吹氩工艺，以推动钢铁工业的持续发展。
在铜冶金工业中，新型双侧吹熔池熔炼工艺设备的应用已经成为了一种趋势。
这种工艺设备可以提高铜金属的产量和质量，同时降低能耗和污染物排放，为铜冶金工业的可持续发展做出了巨大的贡献。
铜冶金工业是一个重要的基础工业，对于国民经济和科学技术的发展具有重要意义。
然而，传统的铜冶金工艺存在一些问题，如能耗高、污染物排放量大、产量低等。
钢包底吹氩控制系统的优化设计
钢包底吹氩控制系统的优化设计钢包底吹氩控制系统是钢铁生产过程中的重要环节，其优化设计能够提高钢铁生产的效率和质量。
本文将从钢包底吹氩控制系统的原理、优化设计的目的和方法以及实际应用效果等方面进行探讨。
一、钢包底吹氩控制系统的原理钢包底吹氩控制系统是通过控制钢包底部喷口的氩气流量和压力来实现钢水的混合和温度控制。
钢包底吹氩控制系统的主要组成部分包括氩气供应系统、氩气流量控制系统、氩气压力控制系统和温度控制系统等。
二、优化设计的目的和方法优化设计的目的是提高钢铁生产的效率和质量。
具体方法包括以下几个方面：1.优化氩气供应系统，确保氩气的稳定供应和质量。
2.优化氩气流量控制系统，提高氩气流量的精度和稳定性。
3.优化氩气压力控制系统，确保氩气压力的稳定和可靠性。
4.优化温度控制系统，提高钢水的温度控制精度和稳定性。
三、实际应用效果钢包底吹氩控制系统的优化设计在实际应用中取得了显著的效果。
通过优化设计，钢铁生产的效率和质量得到了大幅提升。
具体表现在以下几个方面：1.钢水的温度控制精度和稳定性得到了显著提高，减少了钢铁生产中的温度偏差和浪费。
2.钢水的混合效果得到了改善，减少了钢铁生产中的不均匀性和质量问题。
3.钢铁生产的效率得到了提高，减少了生产时间和成本。
4.钢铁生产的质量得到了提高，减少了废品率和质量问题。
综上所述，钢包底吹氩控制系统的优化设计是钢铁生产中的重要环节，其优化设计能够提高钢铁生产的效率和质量。
通过优化氩气供应系统、氩气流量控制系统、氩气压力控制系统和温度控制系统等方面的设计，可以实现钢水的混合和温度控制，从而提高钢铁生产的效率和质量。
在实际应用中，钢包底吹氩控制系统的优化设计取得了显著的效果，为钢铁生产的发展做出了重要贡献。
120 t钢包底吹氩工艺水模型研究
钢 包吹 氩技术 是 一种经 济适 用并 且简 单易 行 的 精 炼方 法 ， 能有 效 的均匀钢 水 温度 和成分 ， 除有 害 去
ｎ ａｅ ｏ ｌｄ ｅ ｗ ｌ ．ｔ ｅ ｍｉｉ ｇ ｅｆ ｃ ｅｔｒｂ ｔ ｈ ａ ｌ ｌ ｅ ｏ ｉ ｎ ｉ ｍｏ ｅ ｓ ｒ ｕ ．Ｗ ｉ ａ ｏ ｉ ｏ ｏ ｄｔｏ ｈ ｅ ｒ ｒｔ ａ ｌ ａ １ ｈ ｘ ｎ ｆ ｔｉ ｂ ｔ ｕ ｅ ｌｄ ｅ Ｗａｌ ｒ ｓｏ Ｓ ｅ ｓ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉ ｓ ｏ ｔ ｓ ｍｅ ｐ ｓ ｉｎ ｃ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｈ ｔ ｉ ｍｉｉ ｇ ｅｆ ｃ ｂ ｓ ｇ ｄ ｕ ｌ ａ ｅ ｅ ｂ ｅ ｂ ｃ ｓｓ ｈ ｍｅ ｉ ｂ ｔ ｒｔ ａ ａ ｙ ｕ ｉ ｇ ｓｎ ｌ ａ ｅｍｅ ｂ ｅ ｂ ｃ ｃ ｅ ｘｎ ｆｅ ｔ ｙ ｕ ｉ ｏ ｂ ｅ ｇ ｓ ｐ ｒ ａ ｌ ｒ ｋ ｃ ｅ ｓ ｅｔ ｎ ｔ ｔ ｓ ｉ ｇ ｅ ｇ ｓ ｐ ｒ ａ ｌ ｒ ｋ ｓ ｈ ｍｅ ｎ ｍ ｉ ｅ ｈ ｈ ｂ ｎ ｉ
ｂ ｔ ｍ一 ６ Ｒ （ ａ ｉ ｓ ｎ ｎ ｌ １ ０ ． ｏｔ ｏ ０． ０ ｒ ｄ ｕ ）ａ ｄ ａ ｇｅ ２ 。
Ｍ ａ ｅ ｉ ｌＩ ｔ ｒ ａ ｎｄｅ ｘ Ｌａ ｌ ｄｅ．Ｂｏ ｔｍ ｇ ｎ Ｂｌｗｉ ｇ，Ｓｉｒｎ ｆ ｃｓ，Ｗ ａｅ ｏ ｅ ｔｏ Ａｒ ｏ ｏ ｎ ｔｒｉｇ Ｅｆｅ ｔ ｔ ｒＭ ｄ ｌ
第 ３ 第 ４期 ３卷
・
特 殊 钢
Ｓ ＰＥＣＩ ＡＬ ＳＴＥＥＬ
６・ ２１ ０ ２年 ８月
Ｖ０ ． ３． ． １ ３ Ｎｏ ４ Ａｕ ｕｓ ２ ２ ｇ ｔ ０１
１ ０ ｔ 包 底 吹 氩 工 艺 水 模 型 研 究 ２ 钢
周 俐 戴 伟 曹成虎 江新 军 何 西
转炉钢包自动吹氩模型开发与应用
涟钢科技与管理 2018年第1期·43·转炉钢包自动吹氩模型开发与应用谭大进1 冯力力2（1.涟钢210转炉厂；2.涟钢检修中心）摘 要 针对转炉工序钢包吹氩不规范和直上钢种难以精确控制钢水软吹问题，通过将出钢过程详细分解、每个分解步骤标识钢包吹氩时间与流量，在转炉钢包吹氩一级机对整个操作进行编程，成功开发钢包自动吹氩模型。
应用结果表明，钢包自动吹氩系统使转炉钢包吹氩更加规范、直上钢种软吹控制稳定和降低了工人劳动强度，解决了由于吹氩控制不当引起钢水倒包、合金未熔化和连铸塞棒上涨等问题。
关键词 钢包 自动吹氩 模型为促进转炉合金化过程合金的熔化，钢包需要吹氩，钢包吹氩的主要方式为底吹氩和顶吹氩，在国内基本都为钢包底吹氩。
涟钢210转炉厂转炉工序钢包底吹氩存在以下问题：①钢包底吹氩控制方式为人工操作，有时操作工忘记在出钢前打开氩气阀，在钢水已出一部分后才打开，在出钢温度低和钢包透气砖透气性不完全通畅的条件下，致钢包吹氩不起或较小，合金无法熔化，甚至引起在精炼工序倒包；②操作班组为了氩站温度指标，在出钢过程只在加合金时吹氩，合金搅拌时间较短，合金没有完全熔化，导致氩站成分不具代表性，没有对LF 操作起指导作用，影响LF 的处理时间；③直上钢种要求出完钢加完铝合金后必须软吹一定时间，由于软吹流量较小，钢包氩气流量为人工手动控制阀门调整，难以精确控制，软吹流量控制不稳定，影响钢水夹杂物的上浮。
为解决如上问题和降低工人劳动强度，决定自行开发转炉钢包自动吹氩模型。
1 钢包底吹氩系统设计图210转炉厂转炉区域钢包底吹总管设有1个总调节阀，每个支管单独设置1个切断阀和调节阀，另外在炉后设置有一个手动开关的旁通阀，具体见图1。
图1 210转炉厂转炉区域钢包底吹氩设计图2 钢包自动吹氩流量与时间控制策略2.1 钢包吹氩流量控制策略a. 倾动转炉到开始出钢信号位置后开始中等流量吹氩，其目的为：一是进行出钢前钢包吹扫；二是对转炉碳粉预脱氧进行有效搅拌。
150t钢包底吹氩喷嘴优化的水模型实验研究
式中， Ｑ为气体 流量 ； 为气孔 喷嘴直径 ； 为熔池 的
深度 ； 为气体的密度 ； ｐ ｐ为液体的密度 ． 根据 （ ） ＝ （ ｒ） 实验 模 型 和原 型按 １： ｎ Ｆ ， ４
的 比例 计算 ， ： 得
Ｑ ＝０ ０ ６７ ． ３ Ｑ ，
实验 装置 如 图 Ｉ所示 ， 实验 中 ， 在 往反 应器 中加
入 一定 量 的示 踪剂 ， 反 应 器滞 流 区 内一 点 安放 测 在 量 探点 ， 据示 踪剂 浓 度 的变 化 来 表征 混 匀 时 间 的 根
包原 模型 与水模 型 的修 正弗 鲁 德 准数 相 等 ， 本 上 基
收 稿 日期 ：０ ０一ｌ ３ ２ １ ２— １
Ｖｏ．０， ． １ ３ Ｎｏ３
文 章 编 号 ：０ ５— ２５ ２ １ ）３— ２３— ４ ２ ９ ２ ９ （０ １０ ０ ０ ０
１０ｔ 包 底 吹氩 喷嘴 优 化 的水 模 型 实验 研 究 ５ 钢
郝 帅 ， 陈义胜 李喜 乐 ， 赘佶 ， 庞
（ ．内蒙古科技大学 材料与冶金学 院 ， １ 内蒙古 包头 ０ ４ １ ；．包头钢铁 （ 团） 司 轨梁厂 ， １０ ０２ 集 公 内蒙古 包头 ０４１ ） １０ ０
人 的 同时 ， 始 记 录 电 导率 的值 ； 隔 ００ 记 录 开 每 ．２Ｓ
一
次数据 ， 共设 ９ ０ ０个记录点 ， ０ 直到电导率测量仪
钢包气体流量／ ｍ ｈ ）５ ４ １ ．０ １ ．５ ２ ． ０ ２ ．５ （ ．５ ０ ９ ６ ３ １８ ７ ２ 水模型气体流量／ ｍ ｈ ） ． ０４ ０６ ０ ８ １０ （ ０ ２ ． ． ． ．
ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ａ ｅｅ ｓ ｏ ｔ ｒ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ａ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｐ ｒ ｍ ｔ ｒ ｆｗａ ｅ ｄ ｌ ｎ ｈ ｃ ｕ ｌ ｄ ｅ ｌ
钢包底吹氩性能优化水模型试验
水模型试验所采用的装置主要有：罐装氩气瓶、
流量计、气体流量控制阀、底吹透气砖、有机玻璃水 模、透气软管以及ＰＨＳ一３ｃ型ｐＨ计等。连接方式 如图１所示。
流量计
１．１试验原理 钢水在钢包内的流动是个比较复杂的过程，为
了保证水模型和钢厂实际应用过程相似，水模试验 必须满足相似准则，这样就可以将模型得到的规律 推广到原型中去。根据相关文献研究¨。５ Ｊ，分层流 相似只要能满足几何相似及动力学相似，就可以认 为水模型和现场使用原型具有一致性。
ｂｌｏｗｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｍｏｄｌｅ
方案ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ａ—ｌ ａ一２ ａ一３ ａ一４ ８—５ ｂ—ｌ ｂ一２
吹气孔气孔夹角／（。）
ｌ＋２ ｌ＋３ ｌ＋４ １＋５ ｌ＋６ ７＋８ ７＋９
３０ ６０ ９０ １２０ １５０ ３０ ６０
方案 ｂ一３ ｂ一４ ｂ一５ ｃ—Ｉ ｃ一２ ｃ一３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＬＦ Ａｒｇｏｎ Ｂｌｏｗｉｎｇ ａｔ Ｌａｄｌｅ Ｂｏｔｔｏｍ ｂｙ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｍｏｄｅｌ
Ｌｉ Ｙｏｕｑｉ １”，Ｙｕ Ｈｕａｃａｉ３，Ｋｏｕ Ｚｈｉｑｉ２，Ｚｈａｏ Ｊｉｚｅｎ９２，Ｈｕａ Ｙｕａｎｃａｉ２ （１．Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｂａｓｅ ｏｆ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｉｅｓ ａｎｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００８１。Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌｕｏｙａｎｇ Ｌｉ’ｅｒ Ｇｒｏｕｐ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１０２３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉ－ ｎａ；３．Ｂｅｎｘｉ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｎｘｉ １ １７０００，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
50t钢包吹氩行为的物理模拟与优化
情况的影响， 而得 出最佳工艺参数 ： 从 喷嘴 布置方式为 １０ 对称分布 ， ８。 喷嘴与 中心间距为 ０ ５ ．
～
０６ Ｒ之 间 ， 气量控 制在 １０～ ０ ／ ｉ。 ．６ 吹 ５ ２０Ｌ ｍｎ
１
杜 显彬 ， ：０ｔ 等 ５ 钢包 吹氩行 为 的物 理模 拟与 优化 ２ ２ 不 同工 况下底 吹 氩卷渣 实验 方案 ．
第 ４期 ｆ 总第 １ ８期 ） ４ ３ １２ 双嘴 喷吹混 匀时 问分析 ．． 双 嘴喷 吹 时 分 双 嘴 呈 ９ 。 １ ０ 分 布 两 种 情 ０和 ８。
水模拟 吹 气位 置 吹 气量
关键 词 ： 包吹 氩 钢
０ 前 言
钢包 吹 氩是一 种操作 简单 、 济实 用 、 炼效 果 经 精 明显 的炉外精 炼技 术 ， 炼 钢 生 产 中得 到 了广 泛 应 在 用， 它既 可 以单独使 用 也 可 以 与其 他 精 炼 工 艺 相 结 合使 用 ， 吹氩形 成 的气 泡 在 钢水 中能 促 进 夹 杂 物上 浮， 均匀钢 水 的成分 、 温度 ， 速钢 一渣 间的反应 ， 加 提
２ 水 模 拟 实验 方 案设 计
２ １ 不 同工 况下 混匀 时间 的确定 ．
得 出较 为合 理 的工 艺参 数 。
ｌ ５ 钢包吹氩水模型的建立 ０ｔ
根据 相似 原理 ， 保证 模型源自与原 型相 似 ， 同 时保 须证 几何相 似 和 动力 学 相 似 。模 型 钢 包 以 １ ３的 比 ：
况 ， 图 ２～ 如 ３所示 。在 吹气 流 量 相 同 时 ， 当两 吹嘴 呈 ９。 ， ０时 位置对 混匀 时 问 的影 响不 大 ， 当两 吹 嘴呈 １０ 时 ， ８。 三个位 置 ， 钢包 底 中心 越 远 ， 匀 时 间越 离 混
钢包底吹氩工艺实践
钢包底吹氩工艺实践
钢包底吹氩工艺是一种重要的焊缝加强补强方式，尤其适用于铝
合金和低偏差元件的焊接表面。
氩焊是利用压缩空气将氩离子推入接
头金属中，从而形成良好的焊接连接的工艺。
在氩焊的焊接过程中，
会放出很大的热量，使接头金属中的残留缝及缝外深度处的杂质都会
完全护熔而溶出。
在熔融接头中产生的局部抗拉、抗压能力比焊接前
更强。
然而，由于实际施工地处不同气候，海拔不同高度等原因，空
气中气体浓度也会发生变化。
再加上氩焊的熔融深度较深，氩焊的负
极电极受焊接表面及熔池形成相应的电势，因此，需要控制接头焊接
的护熔剂浓度和电位大小，以及焊接的深度，来保证氩焊的焊接质量。
钢包吹氩精炼法
钢包内吹入惰性气体搅拌工艺.分底吹和顶吹二种.
作用:均匀钢水成分.温度.促进 夹杂物上浮等
具体又有CAS.CAS-OB两种.
钢包吹氩
• Sieverts定律 • 〖H%〗=Kh √PH2
钢包吹氩的作用
• 调温 混匀 净化
• 吹氩参数选定 • （1) 吹氩压力：过大，不均。 • 过小，搅拌弱、透气砖堵塞 • • （2)、 吹氩时间： • • （3）、吹氩方式：底吹，顶吹
真空吹氩脱气法（VD法）
• Vacuum Degassing
• （1） 真空罐式 • （2） 桶式密封式。
原理
• 结合钢包真空脱气和吹氩搅拌。 • 钢包真空脱气： • 钢包于真空室内脱气 • 由于没有强制搅拌，反应只局限于钢液表面，钢液深 处气泡压力大而不能排出。
效果
• （1） 脱氢
• （2） 脱氧 • （3） 脱硫 • （4）温度均匀
优点：精炼功能强可生产含硫，氧极低的高质量钢。 热率率高，温度控制精度高。 通过搅拌和合金化，易于实现窄成分控制，提高产品稳定性。 成本低，设备简单，投资少。 特点 1、用电弧炉加热，可精确控制温度 2、利用白渣精炼
• 真空、搅拌、加热手段独立运行，完成电弧炉 的所有还原任务。
• 钢包加热电磁搅拌精炼法 • 功能：完成初炼炉炉脱硫的全部任务 • 特点：具有两个工位。电弧加热、电磁搅拌。
真空电弧加热脱气法（VAD法）
LF
• • • 由20世纪70年代日本研发。 原理：真空气氛中电弧加热钢液面并于底 部吹惰性气体以加快反应速率。
• 特点：在 CAS——OB基 础上增加了脱硫 功能。
CAS
• 向密闭钟罩内吹氩并可添加合成渣料和微调钢液 成分用的合金. • • • 优点:1.控制快速.准确.操作方便 2.收得率高且稳 3.坯质量提高
150t钢包双透气砖底吹氩优化与工业试用
· １ ２ ·
炼 钢
第 ３０ 卷
４５０Ｌ／ｍｉｎ），模 型 混 匀 时 间 最 小 为２５．５ｓ。
摘 要：通过水模型研究了国内某厂１５０ｔ钢包双透气砖底吹氩位置及流量对钢液混 匀 时 间 的 影 响 ，利 用优质真空泵油模拟钢包顶渣，对不同吹气位置及吹气流量下钢液裸露面积进行了 比 较。 结 果 表 明，双 孔夹角１８０°、吹气孔位于各自半径０．６Ｒ圆周上（吹气孔１１和１５）时混匀时间短 且 钢 液 裸 露 面 积 小，同 时 对包壁冲刷更小。钢包改造后工业试用表明，通过优 化 钢 包 透 气 砖 位 置 及 钙 处 理 后 钢 液 软 吹 氩 流 量 及 时间，钢液钙处理增氧质量分数降低２８×１０－６，降 幅 达７８ ％；钢 液 出 ＬＦ 全 氧 质 量 分 数 降 低 ３４×１０－６， 降幅为４５ ％，全氧含量控制水平明显提高。 关 键 词 ：底 吹 氩 ；透 气 砖 ；水 模 型 ；全 氧 ；软 吹 氩 中 图 分 类 号 ：ＴＦ７６９ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１００２－１０４３（２０１４）０６－００１０－０４
图 １ 钢 包 底 部 吹 气 孔 布 置 图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｄｌｅ ｂｏｔｔｏｍ ｂｌｏｗｉｎｇ ａｉｒ ｈｏｌｅ
利用水模型研究了不同钢包底吹氩位置在不 同 吹 氩 流 量 下 对 钢 液 混 匀 时 间 及 渣／钢 卷 混 的 影 响。应用相似原 理 建 立 了 １∶４的 模 型，保 证 几 何 相 似 及 动 力 学 相 似 ，具 体 尺 寸 如 表 １ 所 示 。
· １ １ ·
１ 水 模 试 验 原 理 及 方 法
图１为水模型试验的钢包底部吹气孔布置， 吹气孔 位 置 编 号 １，５，９，１３ 距 圆 心 距 离 为０．２Ｒ， 编号 ２，６，１０，１４ 距 圆 心 距 离 为０．４Ｒ，编 号 ３，７， １１，１５距圆心距离为０．６Ｒ，编 号 ４，８，１２，１６ 距 圆 心距离为０．８Ｒ。 该 厂 原 底 吹 氩 位 置 为 距 离 钢 包 中 心０．２Ｒ处 （图 １ 中 吹 气 孔 ５ 和 ９）。 由 于 原 位 置 距离包壁较远，氩 气 泡 对 包 壁 附 近 钢 液 中 夹 杂 物 去除效果较差。为了充分利用氩气泡对夹杂物去 除 的 作 用 ，进 行 了 水 模 型 研 究 ，以 找 到 最 佳 透 气 砖 位置布置。
钢包浇注过程环出钢口吹氩去夹杂及抑制排流沉坑行为实验研究
钢包浇注过程环出钢口吹氩去夹杂及抑制排流沉坑行为实验研究在连续铸钢生产中,钢包浇注过程的下渣会增加钢液的二次氧化,导致中间包内熔渣积聚,恶化钢水质量,降低钢水收得率并影响连铸生产的顺利进行。
钢中的夹杂会对钢的强度、塑性、断裂韧性、切削、疲劳、热脆以及耐蚀等性能产生不利影响。
为此,本实验对环出钢口底吹氩新工艺去夹杂及抑制排流沉坑下渣行为进行研究,为该新工艺的现场应用提供理论依据和指导。
本文以某钢厂145 t钢包为原型,基于相似原理建立了1：5的物理模拟系统,对钢包浇注过程环出钢口吹氩去夹杂及抑制排流沉坑行为进行研究。
首先,考察了环出钢口吹入氩气后吹气量、吹气元件参数(内径和宽度)、出钢口偏心率和渣厚等参数对该过程夹杂物去除行为的影响规律。
然后,研究了钢包浇注过程中排流沉坑的产生及变化过程,考察了环出钢口吹入氩气前后吹气量、吹气元件参数(内径和宽度)、水口偏心率、钢包渣黏度和渣厚等参数对排流沉坑产生临界高度及其下渣量的影响规律。
主要得出以下结论：(1)钢包浇注过程环出钢口吹入氩气后,当渣厚为24 mm 时,1.12 N1/min气量为该过程的临界卷渣气量。
(2)吹气量、吹气元件参数及出钢口偏心率均对环出钢口吹氩钢包浇注过程夹杂物的去除有影响。
在大小气量范围内均有一个去夹杂最佳气量,较大的吹气元件内径有利于夹杂物去除；2/3R的出钢口偏心率要明显好于其他的偏心率。
(3)对于本实验,环出钢口吹氩去夹杂最佳工艺参数为：0.28 N1/min气量、3#吹气元件和2/3R偏心率。
(4)环出钢口吹入气体可明显抑制排流沉坑造成的下渣。
但在24 mm渣厚下,过大的气量或过高的初始吹气液面高度都可能会产生泡沫化现象,对本实验,在50 mm的初始吹气液位下以小于0.75 N1/min的气量吹气才能避免泡沫化现象。
(5)环出钢口吹入氩气前,钢包浇注过程的排流沉坑临界高度几乎不受渣黏度、出钢口偏心率及渣厚的影响,其值在24～26.5 mm之间,即为钢包出钢口内径的1.33-1.47倍。
钢包钢包底吹氩实验设计方案
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，造成钢液表面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。
吹入气量是与吹气压力、吹气喷嘴结构等因素有关，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则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，一般以能克服钢液的静压力，刚好能在透气砖表面上形成气泡为合适。
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，普遍认为吹氩时问不宣太长，否则钢液温度下降太多，且由于耐材受冲刷而使非金属夹杂物出现率增加，但吹氩时间不足，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，以及要达到的精炼效果，从而确定合适的吹氩时间。
2实验原理物理模拟的理论基础是相似原理。
应用相似原理建立模型和进行实验时，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，就能基本上保证它们的动力相似，根据这一原则，选用修正的Fr’,就可以确定模型中吹气量的围。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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，造成钢液表面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。
吹入气量是与吹气压力、吹气喷嘴结构等因素有关，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则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，一般以能克服钢液的静压力，刚好能在透气砖表面上
形成气泡为合适。
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，普遍认为吹氩时问不宣太长，否则钢液温度下降太多，且由于耐材受冲刷而使非金属夹杂物出现率增加，但吹氩时间不足，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，以及要达到的精炼效果，从而确定合适的吹氩时间。
2实验原理
物理模拟的理论基础是相似原理。
应用相似原理建立模型和进行实验时，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，就能基本上保证它们的动力相似，根据这一原则，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，空气模拟氩气。
3实验参数的确定
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
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
3.3喷吹流量的计算
试验中用水来代替钢液，用空气来代替氩气。
由(2--1)、(2--2)可得：
式中：
λ一模型与原型的比例( )
ρAr一氩气密度，常温下为1.55 kg／m³
ρ空一空气密度，常温下为1.25kg／m³
ρ水一水的密度，常温下为1.00×l03 kg／m³
ρ钢—钢液密度，1660℃时为7.00×103 kg／m³
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。
所以必须优化调整台理的工艺参数。
（2）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r ／R多为0.4-0.7不等。
研究表明，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则越重。
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，达到提高钢包搅拌能的功效。
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行吹气搅拌，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，挑选最佳的喷嘴布置式及气量。
表3 实验中吹氩量的选择
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l～6个气量进行喷吹,测出混匀时间。
(2)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l～6个气量进行喷吹，测出混匀时间。
(3)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l～6个气量进行喷吹，测出混匀时间。
(4)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和2/3R，(简称不等径90°)均采取l～6个气量进行喷吹，测出混匀时间。
(5)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l～6个气量进行喷吹，测出混匀时间。
数据记录表格如下：
表4 单单喷嘴模式
表5 双喷嘴模式混匀时间/t
Q(m³/h）
等径1/2R90°
等径2/3R90°
等径1/2R180°
等径2/3R180°
不等径90°
不等径180°
5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、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：在钢包中钢液活跃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，达到要求的液面高度。
打开风机，将空气抽入空压机，达到一定压强后，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，进行数据分析比较，找出最佳的供气位置。
NaCl溶液
图2．7测量法
7 实验数据分析
对所测量的数据进行绘制曲线，进行比对分析，对单钢包底吹氩与双底吹氩进行细致分析，探寻最优的吹氩式，并且确定钢包底部开的合理位置。
除此之外，分析供气量对钢包底吹氩钢包流长，混匀时间，温度场的影响，并得出结论。
参考文献：
[1] 任三兵，义胜.大型钢包双吹氩最佳位置的探讨[J].钢铁学院学报，2003 22（3）：193-197.
[2] 有奇，于华财.钢包底吹氩性能优化水模型试验[J].钢铁钒钛，2010 31（1）:24-29
[3]幸伟.钢包底吹氩工艺开发[J].科技大学,2005。