利用旋流提高真空脫氣裝置精煉效率的實驗研究.pdf

1、隨著工業(yè)界對鋼材質量的要求越來越嚴格,許多高性能鋼種必須控制夾雜物≤10μm.為了使鋼液中非金屬央雜物去除到最低.從鐵水預處理、爐外精煉、中間包處理直到結晶器過程,應把握每一步去除夾雜物的機會.盡管如此,目前的鋼中央雜物水平仍不能滿足要求,需要進一步尋求更有效、更徹底的去除途徑.從工藝本身和生產實踐來看,RH真空精煉處理是純凈鋼生產行之有效的手段之一,因此開展RH真空精煉反應器內的除雜行為研究具有非常重要的意義.在RH真空精煉過程中,R

2、H系統(tǒng)的循環(huán)流量是個重要的工藝參數(shù),它能夠最直接地體現(xiàn)RH的精煉效率.循環(huán)流量增大,可提高RH的處理能力,增強鋼液組份的均勻性,并能提高脫碳的速度,因此增大循環(huán)流量一直是研究者追求的目標之一.為了增加RH系統(tǒng)的循環(huán)流量,加速夾雜物的去除,該研究在RH裝置的水模型上升管中通過采用平直葉式葉輪和軸流式葉輪產生旋流施加旋流以提高RH裝置的循環(huán)流量,進而提高精煉效率.該研究以相似原理為基礎,按1:7的幾何比例,設計了RH設備的水模型,水模型是采

3、用透光性較好的有機玻璃制成的.通過水模型實驗,比較有旋流和無旋流上升管中氣液兩相流體流動現(xiàn)象的差別.采用晶體管穩(wěn)壓電源來控制葉輪的輸入功率,利用超聲波流量計和示蹤粒子法測量在不同噴氣量和不同的葉輪輸入功率下RH系統(tǒng)的循環(huán)流量,采用絲線法顯示上升管內的流體的流動狀況,利用攝像機記錄氣液兩相流動狀態(tài).該文研究結果表明:RH系統(tǒng)循環(huán)流量隨噴氣量的增大而增大.與無旋流情況相比,施加旋流后循環(huán)流量隨葉輪的輸入功率的增加而增大.由于離心力作用,密度

4、小于液體的氣泡和央雜物同時積聚在管道中心區(qū)域,在那里它們相互碰撞、合并和吸附的機會大大增加,然后隨不斷膨脹的氮氣泡移向表面渣層,因此能夠提高除雜的效率,同時能避免氣泡吸附在管壁上腐蝕上升管管壁,沒有施加旋流時,氣泡主要貼近上升管壁面上浮,因而來源管壁側填充氣泡空位的流體缺乏.當施加旋流時,氣泡被推移至上升管的中心線附近,因而氣泡流下的空位四周均為流體,能充分填充空位,有助于系統(tǒng)循環(huán)流量提高,并且能夠防止夾雜物貼壁,腐蝕上升管,從而提高了