PDF《新一代钢包喷射冶金工艺技术》

利用感应炉 模拟实际钢包底喷粉过程, 通 过观测喷粉元件工作前后的形 状和内部结构的变化, 考察喷 粉元件在实际高温工作环境条 件下承受热冲击、 钢水搅拌冲 刷蚀损以及高温熔渣侵蚀的能 力, 掌握其材质、 性能、 使用条 件或环境对其工作状态的影响 规律. 通过对钢包底喷粉元件 设计理论研究、 冷态热态实验 检验、 粉气流在喷粉元件内运 动行为的理论实验研究和喷 粉元件结构完善、 以及喷粉元 件磨损与高温侵蚀机理的实验 研究, 最终在实验室条件下研 制出具有防钢液渗漏和粉剂堵 塞、 抗粉气流磨损和耐高温侵 蚀的钢包底喷粉元件. 3.2 对钢包底喷粉射流行 为和精炼动力学等开展研究工 作L-BPI 工艺应用的关键是 其效果与效率, 为此需要对钢 包底喷粉射流行为和精炼动力 学等方面开展研究工作. 对于钢包底喷粉射流行为 的研究, 首先根据相似理论建 立钢包底喷粉的物理模拟系 统, 测定底喷粉过程中粉剂的 穿透比, 研究颗粒粉剂粒度、 固 气比、 缝隙几何参数、 载气操作 参数、 钢包参数等对粉剂的穿 透比的影响规律, 同时采用高 速摄像、 均混时间测定等手段, 揭示气粉流和粉粒在钢液中的 运动行为以及喷粉元件参数、 喷粉操作参数的影响规律. 对钢包底喷粉精炼动力学 的研究, 首先进行实验室条件 下的热态实施, 选择一定容量 的感应炉模拟钢包, 选择石灰 粉剂, 通过专门设计制作具有 较好计量和控制功能的喷粉装 备, 将粉剂通过自行研制的喷 粉元件喷入炉内, 每间隔一定 时间取出钢样, 通过分析钢样 中硫的变化以及冶金热力学和 动力学理论, 研究底喷粉脱硫 动力学, 揭示底喷粉参数、 元件 结构参数与脱硫效率之间的内 在关系.同时, 利用多相流、 流 体力学、 反应工程学的理论知 识, 在物理模拟和热态研究工 作的基础上, 建立描述钢包底 喷粉熔池内多相流和精炼脱硫 过程的数学模型, 采用现代数 值求解方法和理论, 采用商用 软件与自编计算程序结合的方 法, 对此过程的气泡行为、 粉粒 行为、 钢液流场、 硫的变化及分 布进行数值仿真, 用物理模拟 和热态实验的结果对数值模拟 结果的准确性进行验证, 在模 型得到检验和完善的基础上, 考察喷粉元件、 喷吹参数对熔 池内传输行为及精炼效果的影 响规律, 从而为此工艺的现场 试验及应用提供指导和奠定理 论基础. 3.3 开展中间规模的现场 试验工作和应用试验工作 L-BPI 工艺应用和推广的 技术保障是其可靠性与应用可 行性, 为此, 需要开展中间规模 的现场试验工作和应用试验工 作. 在实验室理论与实验研究 的基础上, 设计制作底喷粉元 件和喷粉装置, 确定喷吹参数, 选择 5-20t 的钢包进行中间规 模的试验, 首先重点考察工业 条件下所研制钢包底喷粉元件 的工作状态 (防渗漏性、 防堵塞 性和耐磨损及侵蚀能力) , 其次 考察底喷粉的效果、 喷粉工艺 参数对喷粉元件工作状态及效 果的影响规律, 为后续的工业 试验积累数据和经验.在此基 础上, 对底喷粉元件和喷吹参 数进行进一步完善, 设计制作 适合 40-120t 钢包底喷粉的元 件和喷粉装置, 确定相应的喷 吹参数, 选择国内厂家进行生 产规模的钢包底喷粉应用试 验, 继续考察喷粉元件的工作 状态、 底喷粉的效果与效率, 研 究探讨此新工艺工业应用的可 能性和可操作性, 为工业化应 用奠定基础和提供技术保证.