摘要：联合标准的k～ε湍流模型,建立了转炉顶吹可压缩氧气射流的CFD模型.对氧气在拉瓦尔喷管内外的射流行为进行了数值模拟研究,考察了不同操作压力以及环境温度下氧射流的流动行为,并分析了射流激波现象.实验结果表明,当操作压力小于设计压力时,喷管出口处形成斜激波,压缩波与膨胀波交替进行;当操作压力大于设计压力时,喷管出口形成扇形膨胀波,膨胀波与压缩波交替进行.模拟结果也表明,环境温度增加,射流动压基本不变,但超音速区长度增加.通过回归分析,给出了射流核心长度与操作压力的定量关系.

摘要：氧枪的射流特性直接影响到转炉的吹炼效果。针对某钢厂120 t转炉供氧时间长、氧耗高等问题,对氧枪喷头进行优化设计,利用数值模拟的方法研究氧枪喷头优化前后的射流特性。该研究充分考虑了炼钢环境高温、高CO浓度的特点,创新性地在模拟计算中导入气相燃烧反应机理,首先对比分析了激活燃烧反应机理前后的计算域温度场和速度场差异,结果表明,氧气射流与环境气氛中的CO会发生燃烧反应,燃烧火焰主要集中在多股射流之间的区域,气相燃烧有助于抑制射流速度的衰减和多股射流的聚并。对新旧氧枪喷头的模拟结果表明,新氧枪喷头的射流长度和流股直径都更大,具有更强的冲击搅拌能力。现场采用新氧枪喷头后,供氧时间缩短50 s,氧耗降低1.37 m^(3)/t,过程化渣得到改善,粘枪和溢渣喷溅率下降,冶金指标得到全面提升。

摘要：针对山东钢铁集团日照有限公司炼钢厂210 t转炉产能提升,优化脱磷、脱碳、升温效果,解决氧枪喷头使用炉数低、钢铁料消耗高、钢水过氧化导致钢水纯净度差的问题,通过设计新型“5+1”孔氧枪喷头(包括喷孔数、马赫数、喉口直径、出口直径、中心倾角),提高供氧强度进而缩短纯冶炼周期,提高产能,同时为设备检修提供充足时间。强供氧冶炼过程由于氧气射流冲击深度深、面积大且钢液搅拌充分,爆发性喷溅显著减少、钢铁料消耗降低、炉衬维护提升、氧枪喷头使用炉数提升,钢水质量大幅提升,实现年产由850万t钢提升至920万t钢,为新型高级别品种钢的研究、开发及生产提供有力保障。

摘要：氧枪是转炉炼钢的关键设备,直接关系到钢的产量、质量和经济效益。然而在实际生产中,氧枪喷头的结构形式、设计参数和操作工艺往往凭经验来确定,缺乏理论研究依据。为研究适合本钢炼钢厂的水冷吹氧喷头,提高工艺操作水平和冶炼效果,开发出新型5孔水冷吹氧喷头并获得国家实用新型专利,为提高炉龄、降低钢铁料消耗、降低氧气单耗量、降低造渣材料及缩短冶炼周期等起到关键作用,现作为本钢炼钢厂的主要氧枪用于生产中。