基于流固耦合的脱硫搅拌器振动特性分析

蒋麒麟，但斌斌，龚昌运，王伟，刘洋，都李平

(1.武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北武汉 430081；2.武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北武汉 430081；3.武汉钢铁有限公司技术中心，湖北武汉 430080)

0 前言

现代工业中使用的特种钢由于其恶劣的服役环境，对钢中的硫含量要求更严格，需要低于0.005%。铁水脱硫过程是指转炉冶炼前的铁水预处理工艺。其中，KR脱硫由于其优良的动态条件和高脱硫率，在提高钢材性能、保证连铸和钢坯质量、降低预处理成本等方面具有明显优势。铁水脱硫搅拌器是实施KR脱硫的重要设备。关于KR脱硫搅拌器，刘鹏、李文明、毕学工、肖林伟等都进行了相关研究。刘鹏应用Fluent软件，结合多重参照系方法，采用Eulerian多流体模型和标准-湍流模型，研究了KR机械搅拌脱硫混合器中流体的流动特性。李文明应用数值方法研究了KR机械搅拌和喷吹搅拌的动力学特性，分析了KR机械搅拌流场和铁水罐内自由液面凹进深度的变化规律以及喷吹搅拌时气泡对流场的影响。毕学工等通过建立不同工况下的混合模型，利用软件Fluent仿真得到影响混合效果的最佳工况。肖林伟等通过模拟搅拌器的中后期状态，根据脱硫剂的运动和分布，分析出搅拌器中后期所需的转速。

上述研究人员主要研究了搅拌器对脱硫和搅拌的影响，但忽略了KR脱硫搅拌器在脱硫过程中的振动问题，没有分析搅拌器自身在脱硫过程中的振动特性。……