炼钢 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (5): 23-30.

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旋转喷吹与传统喷吹铁水包内气液两相流行为对比

王  鑫,郑淑国,朱苗勇   

  1. (东北大学 冶金学院,辽宁 沈阳 110819)
  • 出版日期:2022-10-05 发布日期:2022-10-08

Comparison of gasliquid two phases flow behavior in hot metal ladle between rotary injection and traditional injection

  • Online:2022-10-05 Published:2022-10-08

摘要:

为提高喷吹式铁水预脱硫过程的脱硫效率,以某厂180 t铁水包为基础,建立了铁水包内气液两相流模型,系统对比了旋转喷吹与传统喷吹铁水预脱硫过程的气泡分布、液相流动特性和混匀行为。结果表明:喷枪实现旋转后,气泡在喷枪周围螺旋上升,并分散在喷枪周围,从而两相区内气体体积分数较小。在Y=3.5 m平面上,气体体积分数的峰值从传统喷吹时的0.087降至旋转喷吹时的0.081。旋转喷吹下两相区内的气相速度小于传统喷吹下的气相速度。铁水包内气体总体积从传统喷吹时的0.107 m3增至旋转喷吹时的0.111 m3,增加约3.7%。采用旋转喷吹,虽两相区内液相速度和湍动能均减小,但受气泡驱动的铁水区域增加,同时液相速度和湍动能在铁水包内分布较为均匀,增强了溶质的传输速率。铁水包内的混匀时间由传统喷吹时的107.3 s降至旋转喷吹时的100.1 s,混匀时间减少约6.7%。工业试验后发现,旋转喷吹较传统喷吹脱硫率提升2.6个百分点,镁粉和钙粉消耗分别降低约5.6%和5.9%。

关键词: 铁水包, 旋转喷吹, 传统喷吹, 数值模拟, 气液两相流