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LF精炼炉是一种二次精炼设备,具有优异的综合性能,在炼钢生产中得到了广泛的应用。LF精炼中合理的底吹氩,有助于其降低电耗、电极消耗、氩气消耗以及合金消耗,并提高产品的质量和稳定性。对LF精炼炉内钢液的流场进行研究和分析,保证钢液流动状态的合理性,具有相当重要的理论依据和实际意义。 以120tLF精炼钢包为原型,利用相似原理建立了钢包底吹氩的物理模拟系统,模拟钢包底吹氩工艺,通过测定不同的底吹条件对钢包均混时间的影响,确定120t钢包底部透气砖位置和底吹氩工艺。利用数值模拟的方法,对钢包内流场进行计算,探讨了不同底吹氢下钢包内钢液的流场。取得的主要研究成果如下: (1)对于单透气砖布置和双透气砖布置两种实验方案来说,在小的底吹气体流量的条件下,随着底吹气体流量的增加,单透气砖的均混时间比双透气砖的短,而在大的底吹气量下,单透气砖和双透气砖的均混时间很接近。在相同的底吹气体流量的条件下,5#、6#以及1#5#、2#6#透气砖布置均可获得较短的均混时间。 (2)在相同的底吹气体流量条件下,对于靠近包壁的透气砖布置来说,单透气砖的均混时间要比双透气砖布置的短,而对于远离包壁的透气砖布置来说,在大多数的底吹气体流量的条件下,两种透气砖布置的均混时间相差不大。 (3)在小的底吹气体流量条件下,单透气砖布置的均混时间要比双透气砖布置的短。在大的底吹气体流量的条件下,无论是6#还是2#6#透气砖布置,均可获得较短的均混时间。 (4)对于2#6#透气砖布置,在底吹气体流量为0.37Nm3/h条件下,D1方向上的A、B、C处进行喂线,可获得较短的均混时间。 (5)对于单透气砖布置方案,在aa1a2a3截面内产生两个大小不一的循环流动,随着透气砖不断向钢包壁面靠近,小的循环流动的趋势逐渐减弱,在r/R=0.7时,小的循环流动几乎消失,同时轴向速度明显增大,对钢包壁面的冲击作用增强。 (6)对于双透气砖布置方案,透气砖的位置距离越远,所形成的气液二相区越独立,不利于整个钢包的混匀。