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目前,复吹炼钢法已在世界上广泛应用,转炉钢占世界钢产量约70%以上。在我国90%以上的钢产量是由复吹转炉生产的。转炉顶底复吹技术不仅吸收了顶吹转炉化渣快,底吹转炉反应速度快的优点,而且克服了顶吹转炉易喷溅,底吹转炉不易化渣的缺点。通过顶底复吹的搅拌作用,加速炉内的冶金反应,达到减少喷溅,提高金属收得率的作用。本研究是针对三明钢厂90t复吹转炉的操作工艺,特别是对底部供气元件的支数和布置方式,详细地进行了研究,从而确定了适合三明钢厂90t复吹转炉的复吹工艺参数。
本研究根据相似原理,在1:8.5的转炉模型上通过水模型实验,研究了底部供气元件支数和布置方式、氧枪枪位以及顶吹、底吹气体流量对熔池混匀时间、穿透深度及冲击面积的影响,得出如下结论:
(1)三明钢厂90t纯顶吹转炉的最佳氧枪枪位为141 mm(原型对应值为 1200mm),最佳顶吹气体流量为 42.0Nm<3>/h(原型对应值为22000Nm<3>/h)。
(2)复吹转炉、底部供气元件在炉底偏心非对称布置更有利于熔池的搅拌。研究得到的三明钢厂90t复吹转炉的最佳底部供气元件支数为4支,非对称布置。
(3)最佳底枪布置方案复吹时熔池混匀时间为38 s,原方案复吹时的熔池混匀时间为54s,最佳方案比原方案复吹时的熔池混匀时间缩短了30%。
(4)最佳底枪布置方案纯底吹时的熔池混匀时间为34s,原方案纯底吹时的熔池混匀时间为78s,最佳方案比原方案的纯底吹时熔池混匀时间缩短了56%。
(4)优化后得到的最佳底部供气元件布置方案的最佳氧枪枪位为141 mm(原型的对应值为 1200mm),最佳页吹气体流量为42.0m<3>/h(原型的对应值为22000Nm<3>/h),最佳底吹气体流量为0.71 m<3>/h(原型的对应值为324Nm<3>/h)。