復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的流場(chǎng)數(shù)值模擬.pdf

1、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法是目前國(guó)內(nèi)外主要的煉鋼方法,其煉鋼過程是一個(gè)高溫多相反應(yīng)體系,在實(shí)驗(yàn)室條件下無法完整地再現(xiàn)實(shí)際過程。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和CFD技術(shù)的不斷成熟,計(jì)算機(jī)模擬和分析氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼內(nèi)部鋼液的流動(dòng)現(xiàn)象越來越受關(guān)注。在CFD相關(guān)軟件的平臺(tái)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)空間建模和計(jì)算域網(wǎng)格劃分,選擇相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,為數(shù)值模擬提供了理論基礎(chǔ)。
　　 利用CFD相關(guān)軟件對(duì)200t的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程及不同工況下的頂吹、底吹和復(fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行模擬,并分析了它們的液

2、面擾動(dòng)和流場(chǎng)的分布情況。
　　 模擬結(jié)果表明:
　　 (1)轉(zhuǎn)爐頂吹:高速的氧流與金屬熔池間的摩擦使熔池的液面形成凹坑。排出氣體的較大速度對(duì)凹坑壁面有一種牽引作用,使沿凹坑周界形成一個(gè)“凸肩”。槍位和熔池內(nèi)的液體運(yùn)動(dòng)有著密切的影響。隨著槍位的提高,液面的沖擊深度變小,沖擊面積而變大。
　　 (2)轉(zhuǎn)爐底吹:當(dāng)?shù)撞肯蜾撘褐写等霘怏w,氣體進(jìn)入熔池后上浮,在上浮過程中造成鋼液液面湍流擾動(dòng),存在著氣、液兩相之間的動(dòng)量、質(zhì)

3、量的交換。被吹入的氣體以射流滯止點(diǎn)為起點(diǎn),從下向上運(yùn)動(dòng),由于鋼液重力的作用,被吹入的氣體分別向熔池中心和爐壁方向擴(kuò)散,因而形成以射流滯止點(diǎn)為中心的環(huán)狀流,不斷的攪拌鋼液運(yùn)動(dòng)。對(duì)于200t的復(fù)吹,底吹供氣強(qiáng)度為:0.03Nm3/t·min～0.13Nm3/t·min。
　　 (3)轉(zhuǎn)爐復(fù)吹:頂吹在轉(zhuǎn)爐復(fù)吹中起到了主導(dǎo)作用,由于頂吹存在一些動(dòng)力學(xué)條件差的“死區(qū)”,因此,通過底部元向轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)吹入適量氣體,用來強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐熔池的攪拌,促進(jìn)