基于KR法新型脱硫搅拌器的流场数值分析

炼钢 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (5): 14-20.

基于KR法新型脱硫搅拌器的流场数值分析

闵昌飞^1，2，但斌斌^1，2，牛清勇^1，2，容芷君^1，2，欧阳德刚³，孙贞贞^1，2

（1.武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北武汉 430081；
2.武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北武汉 430081；
3.宝山钢铁股份有限公司中央研究院（青山），湖北武汉 430080）

出版日期:2020-10-05 发布日期:2020-10-13

Numerical analysis of flow field based on the new desulfurization agitator of KR method

Online:2020-10-05 Published:2020-10-13

摘要/Abstract

摘要：

为改进铁水预处理脱硫设备和工艺，提高脱硫效率，参考传统KR脱硫法，将搅拌器与喷枪的优点结合，形成了一种既搅又喷的新型搅拌器。应用Fluent软件，采用Eulerian模型对铁水罐内的流场进行数值分析，从流场速度和气体分布等方面研究了搅拌器不同的偏心度、搅拌转速、通气流量对铁水罐内脱硫效果的影响。结果表明：采用新型搅拌器，可增强流场的流动，由搅拌器底部喷嘴喷出的脱硫气体作螺旋上升运动，会使脱硫气体在铁水罐中分布范围更广且更加均匀；新型搅拌器在搅拌转速为150 r/min、通气流量为5.0 m³/h和偏心度为0.3时，气体的分布和密集程度最佳，流场具有较大的平均流速，有利于铁水与脱硫剂的反应。

关键词: 流场, KR脱硫, 气体喷吹, 数值模拟

Abstract:

In order to improve desulfurization equipment and technology of hot water pretreatment，and improve the desulfurization efficiency，a new type of agitator was formed through combining the advantages of agitator and spray gun with reference to the traditional KR desulfuration method. The flow field in the hot metal tank was analyzed by Fluent software and Eulerian model. The effects of different eccentricity，stirring speed and ventilation flow of the agitator on the desulfurization effect were studied from the aspects of flow velocity and gas distribution. The results showed that the new agitator could enhance the flow field，and the desulfurization gas ejected by the nozzle at the bottom of the agitator would make the desulfurization gas spread more widely and more evenly in the iron tank. When the new agitator had a stirring speed of 150 r/min，ventilation flow rate of 5.0 m³/h and eccentricity of 0.3，the distribution and intensity of gas was the best，and the flow field had a large average velocity，which was beneficial to the reaction of hot metal and desulfurization agent.

Key words: flow field, KR desulfurization, gas injection, numerical simulation

闵昌飞, 但斌斌, 牛清勇, 容芷君, 欧阳德刚, 孙贞贞. 基于KR法新型脱硫搅拌器的流场数值分析[J]. 炼钢, 2020, 36(5): 14-20.

[1]	董佳鹏, 张立峰, 赵艳宇, 赵根安. 铁水KR法机械搅拌脱硫过程铁水流动的水模型研究[J]. 炼钢, 2020, 36(6): 1-7.
[2]	陈均. 半钢炼钢转炉底吹工艺优化研究[J]. 炼钢, 2020, 36(5): 21-26.
[3]	卢金霖, 张东升, 罗志国, 邹宗树. 旋流中间包夹杂物聚合行为的数值模拟[J]. 炼钢, 2020, 36(5): 37-43.
[4]	孙济鹏, 李二龙, 潘湾萍, 张捷宇, 王波. 热边界条件对双辊薄带凝固过程的影响[J]. 炼钢, 2020, 36(5): 44-51.
[5]	蒲雪峰, 刘勇, 杜英杰, 周小宾, 范鼎东, . 异型中间包数值模拟优化研究[J]. 炼钢, 2020, 36(4): 48-53.
[6]	蒋有洪, 唐萍, 秦鹏鹏. 湍流控制器内腔形状对四流长间距中间包流场影响的研究[J]. 炼钢, 2020, 36(4): 54-59.
[7]	蔡亦凡1，孙彦辉1，杨文中2，黎建全2，陈天明3，李志强3. 变径通道在八字型感应加热中间包中的应用[J]. 炼钢, 2020, 36(2): 42-47.
[8]	伍旋1,2，王明林2，张延玲1，张慧2，张开发2. 高拉速板坯结晶器流场影响因素的模拟研究[J]. 炼钢, 2020, 36(1): 27-33.
[9]	蒋鹏1，何文远2，乔焕山2，赵长亮2，张涛1，杨健1. 汽车外板连铸结晶器流场与SEN出口形状优化[J]. 炼钢, 2020, 36(1): 34-42.
[10]	李萍，李四军，彭永香，付常伟，卢波 . 非平衡布流异型坯结晶器水口结构优化的物理模拟 [J]. 炼钢, 2020, 36(1): 43-49.
[11]	孙贞贞1,2，但斌斌1,2，牛清勇1,2，欧阳德刚3，容芷君1,2. KR法铁水脱硫搅拌流场的数值分析[J]. 炼钢, 2019, 35(6): 1-5.
[12]	宋景欣1，张发斌2. 基于热流密度分布模型的连铸倒角结晶器温度分布研究 [J]. 炼钢, 2019, 35(6): 35-40.
[13]	林大帅，李晓斐，张文涛，李艳峰，王景宁，刘剑锋. 轻压下对C610L连铸板坯内部品质的改善[J]. 炼钢, 2019, 35(5): 50-53.
[14]	邢飞，郑淑国，朱苗勇. 通道倾角对感应加热中间包影响的数值模拟[J]. 炼钢, 2019, 35(3): 27-33.
[15]	张燕超1,2,张彩军1,2,王博1,2，周泉林2. 高马赫数氧枪枪位对100 t转炉自动炼钢熔池流速的影响[J]. 炼钢, 2019, 35(2): 1-10.