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40 t偏心电弧炉底吹工艺数值模拟及工业试验研究

付建辉 刘庭耀 陈均

付建辉, 刘庭耀, 陈均. 40 t偏心电弧炉底吹工艺数值模拟及工业试验研究[J]. 钢铁钒钛, 2023, 44(1): 129-134. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.00.021
引用本文: 付建辉, 刘庭耀, 陈均. 40 t偏心电弧炉底吹工艺数值模拟及工业试验研究[J]. 钢铁钒钛, 2023, 44(1): 129-134. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.00.021
Fu Jianhui, Liu Tingyao, Chen Jun. Mathematical simulation and industrial experiment study on bottom blowing process of 40 t eccentric arc furnace[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2023, 44(1): 129-134. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.00.021
Citation: Fu Jianhui, Liu Tingyao, Chen Jun. Mathematical simulation and industrial experiment study on bottom blowing process of 40 t eccentric arc furnace[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2023, 44(1): 129-134. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.00.021

40 t偏心电弧炉底吹工艺数值模拟及工业试验研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.00.021
详细信息
    作者简介:

    付建辉,1986年出生,男,山西吕梁人,工学学士,高级工程师,主要研究方向为高温合金变形工艺研究,E-mail:435368139@qq.com

  • 中图分类号: TF741.3

Mathematical simulation and industrial experiment study on bottom blowing process of 40 t eccentric arc furnace

  • 摘要: 通过对某钢厂40 t偏心电弧炉底吹工艺建立数学模型,利用流体计算软件Fluent数值模拟了不同底吹条件下电弧炉熔池内的流体流动特征,分析了不同底吹流量对流体流动的作用规律。结果表明:随吹气量的增大, 熔池表面平均速度不断增大,得出最优的吹气量为30~40 m3/h。同时结合工业生产数据发现,采用底吹搅拌技术后能加速电弧炉熔池的传热和传质速度,缩短冶炼时间,降低生产成本。
  • 图  1  电弧炉模型及底吹孔布置

    Figure  1.  Arc furnace model and bottom blowing hole arrangement

    图  2  底吹气量为20 m3/h时不同截面处的速度云图

    Figure  2.  Velocity nephogram at different cross sections with bottom blowing rate of 20 Nm3/h.

    图  3  不同底吹气体流量下熔池内流场

    Figure  3.  Flow field in molten pool under different bottom gas flow rate

    图  4  平均湍动能和平均速度随吹气量的变化

    Figure  4.  The average turbulence energy and velocity at different blowing rate

    图  5  死区比例随吹气量的变化情况

    Figure  5.  The “dead area” rate at different blowing rate

    图  6  炉龄变化情况

    Figure  6.  Changes in furnace age

    图  7  侵蚀后的透气砖

    Figure  7.  Porous plug after erosion

    表  1  40 t偏心电弧炉参数

    Table  1.   40 t Eccentric arc furnace parameters

    熔池高度/mm熔池底部直径/mm熔池上部直径/mm极心圆直径/mm底吹孔布置直径/mm底吹孔直径/mm
    9002000356010501400125
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    表  2  有无底吹降耗指标对比

    Table  2.   Comparison of the indexes of bottom-blowing and loss-reducing

    指标炉龄/次冶炼周期
    /min
    电极消耗/(kg·t−1电耗/(kWh·t−1耐材消耗/(kg·t−1
    无底吹1181144.8238114.4
    有底吹1521064.6536012.6
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    表  3  终渣渣样对比

    Table  3.   Comparison of final slag samples %

    项目CaOFeOMgOMnOSiO2Al2O3Cr2O3TFe
    无底吹42,525.869.643.6833.525.2817.985.27
    有底吹35.854.677.132.7429.264.1312.793.95
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  • 收稿日期:  2022-03-20
  • 刊出日期:  2023-02-28

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