底吹电弧炉水模型熔池内气液综合传质系数的测定.

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底吹钢包水模型示踪剂传输过程数值模拟

底吹钢包水模型示踪剂传输过程数值模拟底吹氩钢包内所有的物理化学反应均是在钢液的流动过程中完成,改善钢包内的流场对提高钢液纯净度、去除夹杂物、均匀化学成分和温度等有重要作用。

本课题以实际炼钢过程中的130 t钢包的几何参数为基础,运用相似原理以1:5的比例建立的水模型为建模原型,运用STAR-CCM+模拟软件对水模型中的流场和混匀时间进行分析。

以往学者用水模型研究吹气流量、喷嘴直径等因素对混匀时间的影响时,并没有关注加入的示踪剂对混合流场的影响。

针对此情况,本次模拟分别运用VOF 模型和欧拉-欧拉模型研究了被动标量（没有物理属性的虚拟示踪剂）、KCl溶液示踪剂和纯水示踪剂（与水模型中液相同属性）在水模型中的流场分布和混匀时间的影响,分析示踪剂的密度和加入量对流场的影响,进一步探讨示踪剂在水模型中的“蝴蝶效应”机理。

研究结果概括如下:1)在VOF模型中,密度大于水的示踪剂（KCl溶液）沿水模型偏心侧壁面向水模型底部的向下传输速度较快,由于偏心侧底部“死区”的存在,KCl溶液在偏心侧底部向远离偏心侧的向上传输速度较慢,随后上升到顶部混合的KCl溶液向下传输速度较快。

2)在欧拉-欧拉多相流模型中,示踪剂在水模型中的主循环的传输过程为:示踪剂加入后运动至远离偏心侧区域,随后沿其壁面向下运动至底部,并在底部分别运动至气柱附近和偏心侧区域的底部,运动至气柱附近的示踪剂随气柱上升至上表面,而运动至偏心侧底部的示踪剂,沿偏心侧壁面运动至偏心侧上部1/3处的小循环流附近,在小循环流中循环流动至气柱附近,沿气柱运动至上表面,在水模型中循环运动,扩散混合。

3)示踪剂在水模型中的“蝴蝶效应”机理如下:当KCl溶液示踪剂的加入量由20 mL增加到100 mL时,其在水模型中的传输速度较快,示踪剂在水模型中较快达到混匀;但当加入150 mL的KCl溶液示踪剂时,相对于加入的100 mL的KCl 溶液示踪剂,其混匀时间有所增加,这是由于偏心侧底部“不活跃区”的存在影响了示踪剂在水模型中的混匀过程。

《底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型研究》范文

《底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，钢包内固态物质的熔化与混匀技术已成为关键的研究领域。

在钢水生产过程中，底吹气体搅拌技术被广泛用于加速固态物质的熔化并促进混合均匀，以优化冶金流程和产品质量。

本篇研究报告通过水模型的方式，探究底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的过程。

二、实验方法与模型设计本研究采用水模型实验法，通过模拟钢包中固态物质在底吹气体作用下的熔化与混合过程，以期揭示其动态变化规律。

模型设计主要考虑了钢包的结构、底吹气体的流场、固态物质在水中的熔化过程以及混合效果等因素。

模型设计要点如下：1. 钢包模拟：采用透明有机玻璃材料制作钢包模型，便于观察实验过程。

2. 底吹气体系统：设计可调节气流量的底吹气体系统，以模拟不同吹气强度对熔化与混合的影响。

3. 固态物质模拟：使用特定粒径的金属球代替固态物质，以观察其在底吹气体作用下的熔化与混合过程。

4. 数据采集系统：设置数据采集系统，记录实验过程中的流场变化、熔化速率及混合均匀度等数据。

三、实验过程与结果分析实验过程中，通过调整底吹气体的流量和方向，观察固态物质在水中的熔化及混匀过程。

实验结果如下：1. 底吹气体对熔化过程的影响：底吹气体能够有效地促进固态物质的熔化，随着气流量的增加，熔化速率显著提高。

同时，气流方向对熔化过程也有影响，适当调整气流方向可进一步提高熔化效率。

2. 混匀过程分析：底吹气体搅拌作用使金属球在水中发生旋转和翻滚，从而实现了较好的混合效果。

混合均匀度随气流量的增加而提高，但过大的气流量可能导致金属球过度翻滚，反而降低混合效果。

3. 流场变化观察：通过高速摄像机记录实验过程，观察到底吹气体在钢包内形成旋转流场，有助于金属球的旋转和翻滚，从而加速熔化和混匀过程。

四、讨论与结论本研究通过水模型实验，揭示了底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的过程及影响因素。

实验结果表明，底吹气体能够有效地促进固态物质的熔化和混合均匀，但气流强度和方向需适当控制。

90t钢包炉底吹氩工艺优化的水模拟试验研究

ｍｅｂｅｂｏｋａｌｌｃｓ
一
号
罐囊一号囊力
２＃３
接加在裸露区，仅合金收得率提高，不而且熔化速
度快。从图２ａ可以看出，用双透气砖布置时，（）采当
原方案双．１
双．２双一３双＿４
ＡｓｎｔｄｎＷａｅｏｅｌｇｆｒＯｐｉｉａｉｎｏＴｅｔａｄＳｕｙｏｔｒＭｄｌｎｏｔｍｚｔｆｉｏＢｏｔｍｇｎＢｌｗｉｇＰｒｃｓｆａ９ｄｅＦｕｎｃｔｏＡｒｏｏｎｏｅｓｏ０ｔＬａｌｒａｅ
双＿５
堕．１
１０
６８６０１４０１＃８＃４
８４＃
单－２
堕．３邕－４
．
１Ｏ
３８
两透气砖距离近时，匀时间比较长，原布置双一混如１和双－；２当两透气砖距离远时，螺旋上升的气液两两
钢包内石蜡与水的界面处的搅拌状况，确定深脱来
硫和去除夹杂物的最佳底吹氩气流量。
中保持原型钢包和模型钢包的修正弗鲁德准数相等，算出模型底吹流量（１。在模型钢包底并计表）
部设计的底吹位置如图１示，行单底吹和双底所进吹的优化实验。用水模拟钢液，氮气模拟氩气。将８０ｍ０Ｌ饱和的ＮＣ水溶液作为示踪剂加入模型钢包中，ａ１采用电

120t复吹转炉高强度底吹CO_(2)工业试验

16〇lfnm 136>
116|mm
140 m m 图 2 底吹透气砖结构 Fig. 2 T h e structure of permeable brick
图 1 底吹供气元件布置 Fig. 1 Layout of bottom blowing points
底吹元件采用集束管型透气砖，厚度为 64(> m m ，每块透气砖上 1(K1 m m x 130 m m 区域布置有 3 0 根外径 <t>4 m m 、壁厚 1 m m 不锈钢金属细管，底吹透气砖结构如图2 所示。底吹气体为 N 2 和 A r ，根据冶炼钢种可实现不同流量氮、氩自动切换。
2 底吹系统改进及新工艺底吹布置
底吹的作用是利用底吹气体上浮和膨胀来强化熔池搅拌，改善炼钢过程动力学条件，加速炉内
碳氧反应，促进碳氧平衡，达到降低钢水碳氧积，降低转炉终渣中（F e O )质量分数的目的[9^ ]。在
不改变原底吹透气砖类型的情况下，要获得较好的冶金效果难度较大，主要受透气砖设计流量限制。因此，为进一步加强熔池搅拌效果，实现高强度底吹，将集束管型透气砖改为喷枪型底吹元件，采用的喷枪型底吹元件结构如图3 所示。试验时将原有 6 支底吹元件全部堵死，重新在炉底直径 ().4£»的耳轴水平线位置布置 2 支喷枪型底吹元件，距炉底中心 1 176 mm，两支喷枪型底吹元件呈 180°夹角，新换喷枪型底吹元件布置点如图 4 所示。

《底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型研究》范文

《底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，钢包内固态物质的熔化与混匀过程成为了提升冶炼效率与产品质量的关键环节。

底吹气体搅拌技术因其能够有效地促进熔融过程和混合均匀性，被广泛应用于冶金工业中。

本文将通过水模型实验，对底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀过程进行研究，以期为实际生产提供理论依据和指导。

二、实验材料与方法1. 实验材料实验中所需材料主要包括透明玻璃钢包模型、模拟固态物质的粒子、底吹气体装置、数据采集系统等。

其中，透明模型便于观察实验过程并记录相关数据。

2. 实验方法实验采用水模型法，通过模拟实际冶炼过程中的气体搅拌和固态物质熔化过程，观察并记录相关数据。

具体步骤如下：（1）准备实验装置和模型；（2）将模拟固态物质的粒子放入钢包模型中；（3）启动底吹气体装置，调整气体流量和搅拌速度；（4）观察并记录固态物质熔化及混匀过程；（5）分析数据，得出结论。

三、实验过程与结果分析1. 实验过程观察在底吹气体的作用下，钢包中的水（模拟熔融物质）开始产生强烈的涡流。

随着气体流量的增加，涡流逐渐增强，固态物质粒子在涡流的带动下逐渐熔化，并与其他粒子混合均匀。

2. 熔化及混匀过程分析通过观察和记录数据，发现底吹气体的流量和搅拌速度对固态物质的熔化和混匀过程具有显著影响。

适当的气体流量和搅拌速度能够有效地促进固态物质的熔化和混匀，提高冶炼效率。

当气体流量过大或搅拌速度过快时，会导致钢包内水流紊乱，反而不利于固态物质的熔化和混匀。

因此，在实际生产中，需要合理调整底吹气体的流量和搅拌速度，以达到最佳的冶炼效果。

四、水模型实验结果与讨论通过对水模型实验数据的分析，我们得出以下结论：1. 底吹气体搅拌能够有效促进钢包中固态物质的熔化和混匀过程；2. 适当的气体流量和搅拌速度能够提高冶炼效率，过大的气体流量和过快的搅拌速度反而会降低冶炼效果；3. 通过水模型实验，可以直观地观察到底吹气体搅拌过程中钢包内流体的运动规律，为实际生产提供理论依据和指导；4. 本研究为进一步优化冶炼工艺、提高产品质量和降低能耗提供了有益的参考。

技能认证转炉炼钢工中级考试(习题卷9)

技能认证转炉炼钢工中级考试(习题卷9)第1部分：单项选择题，共28题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]经过对使用后的残砖取样观察，发现残砖断面依次分为_ __三个层带。

A)脱碳层→原质层→熔渣层B)原质层→熔渣层→脱碳层C)熔渣层→脱碳层→原质层答案:C解析:2.[单选题]钢液中气泡形成,上浮的条件是气泡的压力要外界大气压力,钢液静压力及表面张力之和。

A)小于B)等于C)大于答案:C解析:3.[单选题]（）是强发热元素，该元素会使钢产生“冷脆”现象，通常是冶炼过程要去除的有害元素。

A)磷B)硫C)氧D)氢答案:A解析:4.[单选题]结晶器内热量传递路线为钢水→凝固坯壳→渣膜气隙→铜壁冷却水，其中传热最大的障碍是____。

A)渣膜B)气隙C)铜壁D)冷却水答案:B解析:5.[单选题]物料平衡计算中，加入炉内参与炼钢过程的全部物料，除铁水、废钢、渣料外，还包括( )。

A)氧气B)被侵蚀的炉衬C)氧气和炉衬D)炉衬答案:C解析:6.[单选题]氧枪出水温度变高的主要原因是（）。

A)转炉炉内温度升高B)氧枪在炉内泡沫中吹炼时间长C)喷头端部粘钢，降低喷头熔点D)长期氧气流机械冲刷的结果解析:7.[单选题]一氧化碳的爆炸极限是（）A)30%～50%B)12.5%～74.5%C)50%～70%D)60%～90%答案:B解析:8.[单选题]转炉少渣冶炼可以明显降低（）消耗。

A)镁球B)萤石C)轻烧白云石D)石灰答案:D解析:9.[单选题]冶炼纯铁时，铁水锰含量较高应采用( )造渣制度。

A)单渣法B)双渣法C)留渣法D)少渣冶炼答案:B解析:10.[单选题]硫在钢中是以FeS和MnS形态存在，当钢水凝固时，FeS和Fe形成低熔点共晶体，熔点是 ℃。

A)895B)985C)1050D)1150答案:B解析:11.[单选题]（）元素能降低硅钢的铁损，改善电磁性能。

A)磷B)硫C)碳D)锰答案:A解析:12.[单选题]关于炉容比的叙述，错误的有( )。

《底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型研究》范文

《底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，钢包中固态物质的熔化与混匀过程成为了提高冶炼效率和质量的关键环节。

底吹气体搅拌技术作为一种有效的冶金过程控制手段，在钢包中固态物质动态熔化及混匀过程中发挥着重要作用。

为了更好地理解和优化这一过程，本文通过水模型实验对底吹气体搅拌钢包中固态物质动态熔化及混匀过程进行了深入研究。

二、实验方法与模型建立1. 实验设备与材料本实验采用水模型，通过模拟钢包中固态物质熔化及混匀的过程，观察和分析底吹气体搅拌的效果。

实验设备包括钢包模拟装置、气体供应系统、数据采集与处理系统等。

实验材料主要为水，用于模拟钢包中的固态物质和熔融物质。

2. 模型建立根据实际冶炼过程，建立了钢包中固态物质动态熔化及混匀的水模型。

模型中，通过改变底吹气体的流量、吹气位置和钢包内物质的分布等参数，观察水体的流动、混合和熔化情况，从而分析底吹气体搅拌的效果。

三、实验结果与分析1. 底吹气体搅拌对熔化过程的影响实验结果表明，底吹气体搅拌能够有效地促进钢包中固态物质的熔化。

在底吹气体的作用下，水体产生强烈的湍流，使固态物质与熔融物质充分混合，加速了熔化过程。

同时，适当调整底吹气体的流量和吹气位置，可以进一步优化熔化过程，提高熔化效率。

2. 底吹气体搅拌对混匀过程的影响底吹气体搅拌不仅能够加速熔化过程，还能够有效地促进钢包内物质的混匀。

实验发现，在底吹气体的作用下，水体中的不同成分在短时间内实现了充分混合。

这有利于提高冶炼产品的质量和均匀性。

3. 参数优化通过调整底吹气体的流量、吹气位置和钢包内物质的分布等参数，可以进一步优化钢包中固态物质动态熔化及混匀的过程。

实验发现，在一定的参数范围内，适当增加底吹气体的流量和改变吹气位置，可以显著提高熔化效率和混匀效果。

然而，过大的气体流量和不当的吹气位置可能导致钢包内物质的过度扰动和能量消耗增加，因此需要在实际操作中根据具体情况进行优化。

技能认证炼钢工知识考试(习题卷51)

技能认证炼钢工知识考试(习题卷51)第1部分：单项选择题，共35题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]高碳钢的导热能力比低碳钢( )。

A)强B)不变C)差答案:C解析:2.[单选题]在水玻璃砂的混制制备过程中，水玻璃应（）加入混辗。

A)最先B)在中间C)最后答案:C解析:3.[单选题]硫在钢中存在可以改善钢的_______性能。

A)抗拉强度B)塑性C)切削答案:C解析:4.[单选题]有意加入到钢中,使其达到规定的范围,保证钢的机械性能和使用性能的元素是( )。

A)合金元素B)杂质元素C)残余元素 D微量元素答案:A解析:5.[单选题]在合金化过程中，锰、硅增加时钢液的粘度会( )。

A)增加B)降低C)无影响答案:B解析:6.[单选题]经济炉龄是指_______。

A)高产量、耐材消耗高B)高炉龄、高产量、炉役时间长C)炉役生产率高、综合成本低答案:C解析:B)石灰晶粒细小C)体积密度大D)比表面积大答案:C解析:8.[单选题]单渣操作时，渣料一般分两批加入，关于第二批料的加入时间，以下说法正确的是（）A)在硅锰氧化结束时加入B)紧随第一批料加入C)临近终点时加入D)过程视渣况加入答案:A解析:9.[单选题]电炉与LF炉冶炼过程的相同点是( )。

A)炉料相同B)渣系相同C)都可以脱磷D)都用电极加热答案:D解析:10.[单选题]以下金属力学性能符号中，( )表示抗拉强度。

A)σbB)σsC)δD)ψ答案:A解析:11.[单选题]表示金属屈服极限的符号是( )。

A)σSB)σbC)ρD)δ答案:A解析:12.[单选题]ΔF（自由能）值代表化学反应的方向，ΔF＜0代表（）。

A)反应自动进行B)反应逆向进行C)反应达到平衡态D)不发生反应答案:A解析:13.[单选题]在炼钢过程中消耗能量（）回收能量，称为负能炼钢。

A)大于答案:C解析:14.[单选题]中心疏松和缩孔主要是由于柱状晶过分发展，形成（）现象所引起的缺陷。

底吹转炉熔池内气泡特性的连续测定

底吹转炉熔池内气泡特性的连续测定
张万益
【期刊名称】《武钢技术》
【年(卷),期】1995(33)8
【摘要】底吹转炉熔池内气泡特性的连续测定［日］井口学等１前言近年来，钢铁冶炼不但积极地采用了气体喷吹技术，而且利用在较低温度下易处理的水、水银及伍德易熔合金等对熔池内气泡特性、流动特性以及均匀混合时间等进行了基础研究。

有关吹入气体产生的气泡行为的冷模实验结果...
【总页数】7页(P54-60)
【关键词】底吹转炉;熔池;气泡特性;测定
【作者】张万益
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TF729
【相关文献】
1.底吹氧量及底枪配置对复吹转炉熔池混合特性的影响 [J], 颜广庭;唐萍
2.顶底吹转炉中底吹CO气体法开发和冶金反应特性 [J], 樊大珠
3.顶底复吹转炉底吹CO2—N2的冶金特性 [J], 郭木星;陈襄武
4.底吹喷枪异常堵塞的复吹转炉熔池内的搅拌研究 [J], 孙毅杰;周远华;章金楠;廖
明;温良英;陈登福;董凌燕
5.烟化炉熔渣池内气泡特性研究 [J], 王华
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透气砖底吹铝熔体精炼过程中气液两相流场的数值模拟

Num erical Simulatio n o f Gas Melt Tw o Phas e Flo w Fie ld in Bo tt om Blo w ing Refining Proces s o f Molten Alum inum
S UN H ui , ZH A N G X i aoqing , M A X uef en ( School of M echanical, Shanghai Dianji U niv ersit y, Shanghai 200245, China) Abstract: T he Eulerian tw o f luid mo del incor por at ed w it h a porous m edia mo del was used t o predict t he gas liquid f low field in bot t om blow ing refining process o f mo lt en alum inum. T he in f luence of porous br ick arrangement on flo w f ield w as inv estig at ed. T he result s show that gas is mainly dist ribut ed in the upper part of t he porous brick, and has a unif orm rising velocit y in gener al. Compared t o t he 3 4 schem e, t he 1 8 scheme can o bt ain a longer residence t ime o f g as bub ble, a hig her t ot al gas vo lum e fraction, and make molt en aluminum cont act w it h gas bubbles per f ect ly, being advantag eous t o the hydrog en r em oval. Key words: poro us brick; mo lt en alum inum; g as melt tw o phase f low ; num erical simulat io n; gas volume fract ion

复吹转炉射流与钢水熔池相互作用的水模型试验

ＷａｅｏｅｉｇＳｕｙｏｎｅａｔｎｂｔｅｅｎｑｉｔｅｔｒＭｄｌｔｄｎＩｔｒｃｉｅｗｅｎＪｔａｄＬｉｕｄＳｅｌｎｏ
ＢａｈｆｒａＴｏｎｏｔｍｍｂｎｄＢｌｗｎＣｏｖｒｅｔｏｐａｄｂｔｏＣｏｉｅｏｎｅｔｒ
计计算过程如下：
喷管内流量稳、率高，利于各项生产技术经济指冶效有标的提高 ¨ 。。而氧气射流所产生的机械搅拌作用的强弱、匀程度则取决于射流与熔池的相互作用均情况。
Ｂａｍｉｇ．Ｌｉｎ。ＬｉＧｕｃｅｇａｄＳｎｌｉｏＬｉｎｕＫｕｔｏｈｎｎｕＤｏｇｅ
（ｔｉｃｏｌＬａｎｎｎｖｒｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＡｓａ１０４Ｍａｒｌｈｏ，ｉｉｇＵｉｓｙｆｉｃｎｅｈｏｏ，ｎｈｎ１４４）ｅａＳｏｅｉＳｅｇ
Ｓｅｌａｓｐｒｏｉｊｔｘｇｎｌｃａｂｅｅｉｅａｙｏｔａｒｏｅｎｓ，ｎｏｄｒｏａｏｅｐｏｌｍｏ — ｔｅ。ｕｅｓｎｙｅｎｅｈｓｅｎｄｓｎｄｔｃｒｕｔｄｌｇｔｔｉｒｅｖｉｔｒｂｅｆｅｃｅｏａｇｏｒｗｅｍｉｅｔｄｈｒｖｉｇｌｃｏｉｏｈｃａｓｄｂｂｏｉｊｔｘｇｎｌｃ．ｈｓｗｓａｉｄｏｔｙ１１ａｒｄｌｉｓ — ｉｎｎｅｐｓｉｎｗｉｉｃｕｅｙｓｓｎｃｅｏｙｅｎｅＴｅｅｔａｃｒｅｕｂ０：ｔｅｗｔｉｕｓａｔｈｓｕａｔｒｗｅｍｏｈｎｒｇｃｎｔｔｐｉｕｏｔｌｎｐｏｅｓａａｔｒ（ｏｙｅｙｂｔｍｂｏｉｇｆｗｎｔ０７ｈ，ｈｎｉｏｓｎｔｍｂｔｍｂｗｒｃｓｒｅ４ｈｌｓｍｍｔ，ｏｏｌｗｎｏｇｒｅ．０ｍ／）ｃａ— ｎａｏｍｏｏｐｍｅｅｒｔｌｉａｇｇｏｉｇｒｅ（８～２ｍ／）ａｄｌｃｌｉｇｐｓｉ（２ｍｉｗｎｔ３４ｈｎｎｅｂｗｎｏｉｏ１０～ｍ）ｏｐｌｎｅｅｅｔｓｏｅａｏｔｕｎｆｌａａｏｔｎ３１０ｆｏｃ．Ｒｓｓｈｗｄｔｔｐｉｍｔａｈｍ

底吹布置模式对100t转炉熔池动力学条件的冷态研究

底吹气体流量的不断增大,存在先减小后增大的 (
关键词:转炉；拟;搅拌中图分类号:TF345.33 文献标志码:A
文章编号：1002-1639(2020)02-0014-05
Cold State Study on Bottom Blowing Arrangement Mode for Dynamic Conditions of 100 t Converter
・14・
DOI： 10. 3969/j. ion. 1002-1639.2020. 02. 003
* INDUSTRIAL HEATING
2020年第49卷第2期
底吹布置模式对100t转炉熔池动力学条件的冷态研究
冯强1>2，: ;1>2，姚柳洁1>2，唐@兴2
(1.北京科技大学冶金与生态工程学院， 100083；
利于熔池的搅拌;关底吹流量方
收稿日期：2019-10-13；修回日期：2020-01-16 作者简介:冯强(1994%)，男，在读硕士研究生，研究方向为
转炉炼铜模拟研究.
，大的文献认为在底吹
量的下，
底吹流量的增大，熔池内部的搅拌更，从
匀时间缩短;而某些研究者认为底吹气体流量在 .
量的10% ~20%时效果，这以减少飞溅，减少
2.北京科技大学高端金
熔炼与制备
重点实验室，北京100083)
摘要:为了探究不同底吹布置模式对熔池的搅拌效果,以某钢厂100 t转炉为研究对象,通过冷态水模拟研究不同底吹布置方式以及不同底吹气体流量对熔池混匀时间的影响。研究表明，四孔形底吹布置时，底吹流股对熔池的搅拌更，死区面积小，混匀时间
(熔池混匀时
Abstract: In order te optimize the mixing effect of the bottom blowing on the molten pool，a 100t converter of a steel plant was taken as the re;eaoch obeeci， and iheeeecioedoeeoeniboiombaowongaoangemeniand doeeoeniboiombaowongga;eaow;on ihemoeongiomeoeihemoaien pooaweoe;iudoed bycoad waieo;omuaaioon.Theoe;eaoch ;how;ihaiwhen iheeouo-hoaeoecianguaaoboiomobaown， iheboiombaowong;ioeam

富氧底吹熔炼炉内气液两相流动的数值模拟

1828
中国有色金属学报
2012 年 6 月
湍流模型，它成功地模拟许多复杂的源自流问题。对近2 数学模型及边界条件
2.1 模型假设 1) 气液交界面作自由液面处理。 2) 不考虑化学反应，初始状态熔池内熔体温度均匀分布，忽略温度对气相的影响。 3) 静止熔体初始高度为 1.5 m，忽略渣的影响，设熔池内熔体为铜锍。 4) 底吹氧枪直径为 60 mm 的圆筒，气体为可压缩氧气。 5) 固体壁面看作无滑移边界，靠近壁面处的边界层内采用标准的壁函数进行处理。 2.2 数学模型采用三维非稳态和 Simple 算法进行模拟计算，压力的离散用 PRESTO 格式，动量方程用二阶迎风格式。通过对氧枪入口连续吹气，求解瞬态三维湍流扩散方程，得出气相在底吹熔炼炉熔体内的分布情况以及自由液面运动特征。描述 VOF 两相流模型的基本控制方程如下： 1) 体积分数方程在 VOF 模型中，跟踪相与相之间的界面是通过求解一相或多相的体积分数的连续性方程来完成的。
气泡驱动液体流动只有采用瞬态三维模型才能获得准确的结果。文献有关气液两相流动的研究大多是在低速气流条件下进行的，且主要集中于中间包，有关高速气流条件下氧气底吹铜熔池熔炼过程的研究迄今尚未发现相关的理论及数值模拟的研究报告，有关氧气底吹过程的研究工作不够全面和深入。系统地研究氧气底吹熔池熔炼炉，对开发氧气底吹熔炼熔炼技术，提高对底吹熔池熔炼炉内流动、传热、传质控制的认识，对于氧气底吹熔池熔炼炉技术的应用实践，均有重要的理论和现实意义。本文作者在建立合理的底吹熔炼炉
(1. 中南大学能源科学与工程学院，长沙 410083； 2. 中南大学流程工业节能湖南省重点实验室，长沙 410083； 3. 东营方圆有色金属有限公司，东营 257091) 摘要：以某公司的富氧底吹熔池熔炼炉为原型，运用数值模拟的方法对炉内氧气−铜锍两相流动进行三维瞬态

CO2-水吸收传质系数的测定

实验CO 2－水吸收传质系数的测定一、实验目的1. 掌握气液吸收过程传质系数测定的基本原理；2. 熟悉实验装置，学习实验基本操作及数据处理方法；3. 测定一定液流速率范围内的不同流速的吸收速率，求表征传质系数与湿润率的关系中的润湿指数和填料单元特性常数，了解作为填充模型的圆盘塔的液膜特性。

二、实验原理水吸收二氧化碳属液膜控制过程，常压下吸收完全符合亨利定律。

吸收宏观动力学方程为：N K C A L m =∆ (1)式中：N A 为吸收速度，即单位时间内，单位传质表面上吸收的物质的量，可用下式计算： N C F Q C C F A ==-/()/12 [千摩尔/米2·小时] (2)式中：C—— 单位时间内吸收的物质的量 [千摩尔/小时] F—— 传质表面积[米2] Q —— 液体流量[米3/小时]——为液体出入塔被吸收组分的分子浓度[千摩尔/米3]，对采用直流水吸收C 2=0 ∆C m 为液相以摩尔浓度表示的对数平均推动力（千摩尔/米3），可由下式计算：∆C C C C C C C C C m =-----()()ln ****22112211(3) C C 12**,为出、入塔液相被吸收组分的平衡浓度[千摩尔/米3]可由亨利定律求出:C=Hp=H ·P ·y (4)H ——溶解系数[千摩尔/米3·大气压]p ——被吸收组分气相分压[大气压]P ——总压[大气压]Y ——气相被吸收组分的摩尔分数KL：液相以分子浓度差表示推动力时的传质总系数。

液膜控制时，等于液相传质分系数[米/时]，与流动状况、装置特征、流体物性有关。

１、从吸收速率方程可知，欲测定传质系数，必先测出一定条件下的吸收速率和对数平均推动力。

它们可以根据气、液相CO2浓度、操作温度、压力、液流速率、圆盘尺寸、及数目等按式（2）、（3）、（4）求出。

２、对水与CO2系统，其液流速率对液相传质系数有显著影响。

转炉底吹系统工艺优化实践

转炉底吹系统工艺优化实践宁知常;苗振鲁;赵友虎;赵亮【摘要】针对转炉底吹系统存在的底部气体流量小、不能动态调节以及吹炼模式简单单一等问题,分析终点碳氧积并进行回归分析,采取优化底吹PLC程序、建立底吹流量控制模型、合理选用底吹曲线等措施.优化后,平均终点碳氧积由0.002 76降为0.002 64,终点渣样中(TFe)含量下降1.16％,平均脱硫率提高了3.67％.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2017(039)006【总页数】4页(P6-8,14)【关键词】转炉;底吹系统;动态模型;碳氧积;金属收得率【作者】宁知常;苗振鲁;赵友虎;赵亮【作者单位】山钢股份济南分公司炼钢厂,山东济南250101;山钢股份济南分公司炼钢厂,山东济南250101;山钢股份济南分公司炼钢厂,山东济南250101;山钢股份济南分公司炼钢厂,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TF729.51 前言目前，国内转炉复吹技术仍处于普及和逐步提高阶段，与国外先进技术相比仍存在不小差距。

现转炉底吹系统设定的总耗氧量一般不修正，装入量、装入制度变化或铁水成分变化时，过程控制将发生较大变化，这就意味着切换时机的提前或滞后，从而影响底吹效果；同时在各个阶段的流量值基本是一成不变的，不能根据实际需求机动灵活地调整；原设计思路的底吹流量大小及切换时机，仅仅考虑到了钢水对氮含量的要求，却恰恰偏离了顶底复吹转炉复吹冶金效果的真正意义，限制了转炉顶底复吹冶金功能的更好发挥。

为此，本研究优化转炉底吹工艺专家系统，使底吹流量实现动态模型控制，避免了钢水过氧化，提高了合金、金属收得率和钢水质量。

2 工艺优化实施内容2.1 存在的问题过去转炉底吹系统设定的总耗氧量一般不修正［1］，装入量、装入制度变化或铁水成分变化时，过程控制（如脱碳速度、返干喷溅期等）将发生较大变化，这就意味着切换时机的提前或滞后，从而影响底吹效果；同时在各个阶段的流量值基本是一成不变，不能根据实际需求机动灵活地调整；最为关键的是，原设计思路的底吹流量大小及切换时机，仅仅考虑到了钢水对氮含量的要求，根据钢种对氮含量的要求简单地区分了3种底吹模式，却恰恰偏离了顶底复吹转炉复吹冶金效果的真正意义，限制了顶底复吹冶金功能的更好发挥。

连铸中间包底吹气过程水模型实验研究

连铸中间包底吹气过程水模型实验研究0703102128冶金07-1李欣雨摘要：以宝钢集团梅山钢厂1台连铸中间包为原型，采用自行设计的吹气装置于底部吹气，用水模型的方法研究了吹气对中间包过程的影响。

实验结果表明，底部吹气显著地改变了中间包内的流体流动特征；当不吹气时，通过上挡板下部的液流以层流形式贴近中间包的底鄙流动，然后从出口直接流出，在中间包的停留时间较短，死区体积较大，不利于夹杂物的去除；吹气以后，上升的气流起到了气幕挡墙的作用，通过上挡板下部的液流，被上升的气流抬起，贴近液面流动；吹气有利于增加平均停留时间，缩小中间包的死区体积，此外，上升的气流对中间包的液流具有一定的清洗作用，有利于夹杂物的去除；吹气用于中问包去夹杂过程，不需要较大气体流量。

在气体流量相同时，在水模型实验装置中3个位置吹气对中间包的平均停留时间、中间包的死区体积分数、最短平均停留时间的影响大致相同，但总体上，中间位置的吹气效果要好于其他2个位置的吹气效果。

关键词：水模型；中间包；连铸；夹杂物去除钢中夹杂物的体积和数量对钢产品的质量产生不利的影响。

在炼钢生产过程中，去除夹杂物的方法有很多种，其中，气体喷吹主要用于二次炼钢过程中夹杂物的去除，如钢包吹氩、RH真空脱气等n ]。

目前，中间包过程去夹杂主要采用加大中间包的有效容积、设置挡板、使用过滤器等方式，通过改变钢流在中间包中的流动形式，延长平均停留时间，使夹杂物充分上浮等方法来达到去除的目的[5 ]。

但使用挡板及过滤器等方法去夹杂的一个主要缺点是挡板和过滤器本身就容易被腐蚀，进而污染钢液，产生夹杂。

在中间包生产过程中，吹气主要用于使用在线加热技术的场合。

目前，人们对吹气对于中间包内夹杂物传输行为的影响研究较少。

2002年底，梅山钢铁公司提出对其1号中间包进行改造，决定采用中间包底部吹气的方法来优化该中间包的结构，以提高钢铁产品纯净度，促进连铸生产。

在此，作者以该中间包为对象，采用水模型的方法研究了吹气对中间包冶金过程尤其是对夹杂物传输行为的影响。