炼钢 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (1): 19-28.

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铁水包脱硫吹气赶渣工艺多相流数值模拟研究

富  强1,孙才权1,刘真海1,关  锐2,艾新港2,李胜利2   

  1. (1.本溪北营钢铁(集团)股份有限公司 炼钢厂,辽宁 本溪 117100;
    2.辽宁科技大学 材料与冶金学院,辽宁 鞍山 114051)
  • 出版日期:2025-02-05 发布日期:2025-01-24

Numerical simulation of multiphase flow in hot metal ladle desulfurization process

  • Online:2025-02-05 Published:2025-01-24

摘要:

近年来吹气加机械扒渣的涌动式扒渣工艺在生产中以除渣效率高、铁损少、成本低等优点得到应用。但对于该工艺的研究大都停留在基于实验室的简单研究和企业的经验积累,缺少理论上的支撑。以125 t铁水包为研究对象,采用数值模拟的方法对扒渣过程进行了研究,建立了铁水-渣-空气流动的三维数学模型,探究了喷枪吹气流量、插入深度、插入位置、渣层厚度等工艺参数对无渣层区域面积、长度、宽度和液面波动高度的影响,结果表明:喷枪吹气流量为300 m3/h左右时,能达到较好的驱渣效果;喷枪插入深度在800~1000mm时满足涌而不喷溅的条件,此时最有利于扒渣;喷枪插入位置为0.4P左右时,驱渣效果最好,最有利于扒渣。经过修正换算后,确定工业生产中最佳的喷吹气体流量约为100 m3/h,最佳的喷枪插入深度范围为800~1000 mm,喷枪插入位置在距离后包壁600~700 mm处时能达到最佳的驱渣效果,提高扒渣效率,为铁水扒渣的实际工业生产提供理论依据,保证钢铁公司低硫钢的稳定生产。

关键词: 涌动扒渣, 驱渣效果, 数值模拟, 参数优化, 多相流