顶底复吹转炉由于其复杂的过程热力学及动力学,针对转炉冶炼过程预测模型的搭建以及应用一直是炼钢研究的热点。为了实现过程及终点钢液成分以及渣成分的预测,本文建立基于射流冲击区-乳化区-渣钢反应区内反应速率动态变化的转炉预测模型。实际运行结果表明,脱磷的主要区域在渣-钢反应区,占脱磷量的72.5%,其次为乳化区,占脱磷量的27.5%;脱碳的主要区域在射流冲击区,占总脱碳量的87%,其次为乳化区,占脱碳量的13%。转炉终点C质量分数平均偏差在±0.0058%,终点P质量分数平均偏差在±0.0024%,温度平均偏差在±5.8℃。
以某钢厂150t底吹钢包为原型,建立了相似比为1:4.7的物理模型和三维非稳态数学模型,理论分析了不同底吹流量和底吹位置下的渣钢卷混过程,得到了描述卷渣的临界速度和临界液滴直径。物理模拟试验结果表明:氩气流量大小对双孔底吹钢包精炼中卷渣的形成具有决定性作用,双孔位置为0.45R时,底吹流量应控制在550 L/min以下;双孔位置为0.60R时,底吹流量应控制在450 L/min以下。在试验基础上,推导了界面流速与临界气体流量之间的关系。在实际过程中,软吹氩时,界面张力为0.12~1.2 N/m时,建议双孔底吹流量为70 ~ 500L/min。
转炉煤气是冶金工业中重要的二次能源。针对当前生产中存在回收煤气CO品位低、CO2排量高等问题,本文介绍一种在150t转炉上试验的新工艺,该工艺通过在转炉汽化冷却烟道内喷吹煤粉,利用转炉煤气物理显热实现转炉煤气中CO2还原转化,在降低转炉煤气回收过程中CO2排放的同时,提升转炉煤气回收价值。工业试验分析了煤粉喷吹量对新工艺转化效果的影响,并以同炉型未实行新工艺的转炉作为对照组。结果表明,吨钢煤粉喷吹量6kg/t时,转炉煤气中CO和H2平均含量提高了28.53 %、16.98 %,CO2平均含量下降了43.27 %,O2平均含量降低了45.07 %,煤气平均回收时间延长了165 s,煤气平均吨钢回收量增加了43.05 m3/t,煤气平均热值增加了1662 kJ/m3。同时煤粉利用率高达93 %,干法除尘系统未受到影响且达到排放标准,有效提升了转炉煤气的回收价值,因此,该工艺具备较广阔的应用前景。