唐钢50t转炉溅渣护炉水力模型实验研究

曾亚南,李俊国,韩志杰,吴雨晨

(1.河北联合大学冶金与能源学院,河北唐山 063009;2.唐山钢铁股份有限公司,河北 唐山050000)

溅渣护炉技术是提高转炉炉龄的有效措施。它是采用高压氮气通过氧枪或专门的溅渣吹氮用枪高速喷入炉内,使炉渣喷溅到转炉耐火炉衬上,有效增加炉衬使用寿命。由于转炉溅渣护炉操作是一个高温、复杂的过程,进行现场研究比较困难,因此进行水力学模拟实验有着重要意义[1-3]。本研究以唐钢二炼钢50 t转炉为研究对象,在目前溅渣护炉操作工艺为基础,采用水力学模拟实验,选择三种不同结构氧枪(四孔、四孔变角和五孔),对顶枪枪位、顶吹流量、底吹流量、熔渣黏度和留渣量等溅渣操作工艺条件对溅渣效果进行影响性评价,以确定溅渣护炉的优化工艺参数,为现场的溅渣护炉操作提供理论依据。

1 实验方案

1.1 物理模型的建立

转炉溅渣护炉技术是氮气射流冲击熔渣,使熔渣溅起飞到炉衬上,从而达到保护炉衬的目的。根据相似原理,模拟实验应满足转炉模型和原型的几何尺寸相似和动力学条件相似[4]。

实际生产中,喷枪出口气体流速为超音速,而水力学实验中,氧枪模型出口气体流速为亚音速,由于这两种射流的扩张角有所不同,对熔渣的冲击效果也就有所不同。以亚音速射流模拟超音速气体射流时,尽管能够保证枪位几何相似,也会造成模型实验中亚音速射流与熔渣接触面积偏大、射流中心流速偏低、对熔渣冲击动能偏低的现象[5-7]。……