兴澄特钢钢包底吹氩工艺的物理模拟

钢包底吹氩工艺流程英文回答：The argon bottom blowing process in steelmaking refers to the technique of injecting argon gas into the bottom of the ladle or tundish during the steelmaking process. This process is commonly used in steelmaking to improve the quality of the steel by removing impurities and reducing the oxygen content.The argon bottom blowing process typically involves the following steps:1. Ladle or tundish preparation: The ladle or tundish is prepared by ensuring it is clean and free from any impurities. This is important to prevent any contamination of the steel during the process.2. Argon gas injection: Once the ladle or tundish is prepared, argon gas is injected into the bottom through alance or a porous plug. The gas is injected at a controlled flow rate and pressure to create a bubbling effect in the steel bath.3. Stirring and mixing: The argon gas bubbles rise through the steel bath, creating turbulence and stirring the molten steel. This helps to homogenize the temperature and composition of the steel, ensuring a more uniform product.4. Impurity removal: The argon gas reacts with impurities such as carbon, sulfur, and nitrogen present in the steel. These impurities are either oxidized or dissolved in the gas bubbles and removed from the steel bath.5. Oxygen reduction: Argon gas also helps in reducing the oxygen content in the steel. Oxygen reacts with carbon and other elements in the steel, leading to the formation of oxides. By reducing the oxygen content, the argon bottom blowing process helps to minimize oxide formation and improve the steel quality.6. Process control: The argon bottom blowing process is closely monitored and controlled to ensure optimal results. Parameters such as gas flow rate, lance height, and lance position are adjusted based on the specific requirements of the steel grade and composition.中文回答：钢包底吹氩工艺流程是指在炼钢过程中将氩气注入钢包或中间包底部的技术。

中频炉炉底吹氩熔炼精炼净化钢水技术 (一)
中频炉炉底吹氩熔炼精炼净化钢水技术是一项用于钢铁生产的重要技术，通过吹氩技术，可以有效地提高钢水的质量和生产效率。

下面将从以下几个方面对中频炉炉底吹氩熔炼精炼净化钢水技术进行分析。

一、中频炉炉底吹氩技术的工作原理
中频炉炉底吹氩技术是指将气体（氩气）从炉底向上喷入钢水中，通过气体的搅拌和扰动，能够有效地混合钢水中的各种元素，从而达到提高钢水质量和生产效率的目的。

二、中频炉炉底吹氩技术的优点
1.提高钢水质量：通过中频炉炉底吹氩技术，能够将钢水中含氧量、硫高量等有害元素降到更低的水平，从而使钢水质量更加纯净。

2.提高生产效率：中频炉炉底吹氩技术能够加快钢水熔化的速度，从而缩短熔化时间，提高生产效率。

3.降低能耗：中频炉炉底吹氩技术通过提高熔化速度，减少了能量的损耗，从而降低了能耗。

三、中频炉炉底吹氩技术在钢铁生产中的应用
中频炉炉底吹氩技术在钢铁生产中已经被广泛应用。

在中高炉的炼钢过程中，中频炉炉底吹氩技术逐渐成为主要工艺之一。

炉底吹氩炉的各项性能已达到了国际领先水平。

四、中频炉炉底吹氩技术的发展趋势
随着钢铁产业的不断发展，中频炉炉底吹氩技术也在不断创新和发展。

未来，中频炉炉底吹氩技术将继续集成更多高科技，积极推动智能制
造技术的应用。

总之，中频炉炉底吹氩熔炼精炼净化钢水技术是一项用于钢铁生产的
非常重要的技术。

它能够有效地提高钢水的质量和生产效率，改善钢
铁产业的生产效率和环境保护水平。

可以说，中频炉炉底吹氩技术已
经成为了钢铁生产过程中不可或缺的重要技术之一。

大钢锭浇铸过程双底吹氩钢液流动的物理模拟钟良才1庞立鹏 1 王洪亮1蒋鹏2刘国强2朱英雄1（1. 东北大学冶金学院，沈阳110004；2. 宝山钢铁股份有限公司，上海201900）摘要：在实验室建立了大钢锭浇铸过程模内底吹氩的物理模型，研究双底吹氩工艺对模内钢液流动的影响。

试验结果表明，浇铸过程模内不吹气时，在液面高度160~300mm时，混匀时间为60s左右，液面达到960mm时，混匀时间高达215s。

在钢锭模内吹入搅拌气体，在所研究的供气流量下，混匀时间均在20~50s之间。

当液面高于500mm后，混匀时间可以缩短70%以上。

在模型钢锭模内，较好的透气砖位置为距底部中心距离L=102~142mm处，吹气流量0.05 ~0.07 m3/h。

模内不吹气时，液面高度在100mm以下，会发生大颗粒的剪切卷渣现象。

模内吹气流量为0.05m3/h时，在液面高度小于100mm时，形成小颗粒的卷渣。

随吹气流量增大，不卷渣的临界高度增加。

关键词：大钢锭，模铸，吹氩工艺，钢液流动，混匀时间，卷渣，物理模拟Physical Modeling for Molten Steel Flow in Large Ingot Casting Process withDouble Bottom Ar Bubbling Porous BeamsZhong Liangcai1, Pang Lipeng1, Wang Hongliang1, Jiang Peng2, Liu Guoqiang2, Zhu Yinxiong1(1. Metallurgy School, Northeastern University, Shenyang 110004, China; 2. Baoshan Iron and Steel Co., Ltd.,Shanghai 201900, China)Abstract: A large ingot casting model with bottom Ar bubbling was set up in laboratory for investigation of influence of bottom Ar bubbling process on molten steel flow in the ingot mold during casting. The results from the research show that during ingot casting without gas bubbling the mixing time is about 60 s at liquid level 160~300 mm in the mold. The mixing time is high up to 215 s at the liquid level up to 960 mm. In the mold with bottom gas bubbling the mixing time is between 20 s and 50 s for the gas flow rates studied. The mixing time can be decreased by more than 70%after the liquid level higher than 500 mm. Better gas bubbling position is at L=102~142 mm from the bottom center and gas bubbling flowrate 0.05~0.07 m3/h. In the case without gas bubbling, big slag particles may be entrapped due to up-stream’s shear effect at liquid level below 100 mm, while in the case with gas bubbling at 0.05m3/h flow rate, small slag particle entrainment is observed at liquid level below 100 mm, but the critical level height of no slag entrapment increases with increase in gas bubbling flowrate.Key words: large ingot, ingot casting, Ar bubbling process, molten steel flow, mixing time, slag entrapment, physical modeling1 前言随着铸钢工艺的不断发展，连铸已成为现代化钢铁企业炼钢生产的主要方式。

底吹氩过程LF炉盖内气体流动的数值模拟
储莹;郭汉杰;杨学民
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2010(031)002
【摘要】基于流体模型和湍流修正模型,借助流体工程模拟软件Fluent6.3.26对吹氩过程中210 t LF精炼炉盖内气体的流动、混合和质量、动量传输进行了计算模拟,分析了其流动行为和分布状态.结果表明,随钢包净空高度增加,液面上部氩气回旋区扩大,"死区"减小;当氩气流量增至500 L/min时,吹氩孔位于0.68 R的盖内流动效果优于0.3 R的效果;正常工作状态下的合理抽气压力为-150 Pa;在合理的抽气压力和吹氩孔位置的情况下,300 L/min的氩气流量基本可以满足要求,强搅拌时可增至500 L/min.
【总页数】4页(P10-13)
【作者】储莹;郭汉杰;杨学民
【作者单位】北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083;北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京,100190
【正文语种】中文
【相关文献】
1.LF炉底吹氩时钢液流场的数值模拟 [J], 任三兵;陈义胜;黄宗泽;贺友多
2.柴油机螺旋进气道内的气体流动数值模拟 [J], 常思勤;刘雪洪
3.车用燃油加热器锥盖形燃烧器内气体流动的数值模拟 [J], 王伟;毛华永;李国祥;
潘世艳;巩厅房;晋世强
4.矩形微通道内滑移区气体流动换热的数值模拟 [J], 柏巍;王秋旺;王娴;陶文铨
5.底吹氩钢包内三维流场的数值模拟 [J], 马骏;沈巧珍;阳方;李光强
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钢包吹氩时钢液循环流动过程数学模型研究钢包吹氩是钢液净化的一种常用方法，本研究旨在建立钢包吹氩过程中钢液循环流动的数学模型。

钢包吹氩时，氩气从钢包底部喷出，对钢液进行搅拌和冷却。

钢液经过搅拌后，会形成旋涡和漩涡，对整个钢包中的钢液产生强烈的涡动。

该涡动会带动钢液整体产生循环流动，从而实现钢液的混匀和净化。

本研究通过对钢包吹氩过程中钢液循环流动的分析，建立了一种基于流体力学理论的数学模型。

该模型考虑了钢液的物理性质、流体力学基本方程、流量方程和动量方程等因素，能够较为准确地描述钢液的循环流动。

通过该数学模型的分析，我们发现钢液的循环流动受到很多因素的影响，如氩气喷射速度、钢液密度、钢液表面张力等。

同时，我们可以通过调节氩气喷射速度、改变钢包设计等手段，来优化钢液的循环流动效果，从而提高钢液的混匀度和净化效率。

综上所述，本研究的数学模型对于理解和优化钢包吹氩过程中钢液的循环流动起到了重要的作用，有望为钢铁制造工业的发展提供一定的参考价值。

钢包自动底吹氩装置在炼钢厂的应用及生产工艺实践【钢包自动底吹氩装置在炼钢厂的应用及生产工艺实践】1. 引言钢铁产业作为现代工业发展的重要支柱之一，在我国经济中占据着重要地位。

在钢铁生产过程中，炼钢环节是至关重要的，而钢包自动底吹氩装置则是炼钢过程中的一项关键技术。

本文将探讨该装置在炼钢厂的应用及生产工艺实践。

2. 钢包自动底吹氩装置的概述钢包自动底吹氩装置是一种用于钢包冶炼过程中的技术装备，主要用于钢液脱气、脱硫和除杂等工艺操作。

该装置通过控制氩气的吹入速度和位置，有效降低了钢液中的氧含量，提高了钢液的质量，并减少了气体夹杂物。

3. 钢包自动底吹氩装置的应用价值3.1 提高钢液质量钢包自动底吹氩装置可以通过控制底吹氩气的流量，使钢液中的氧含量得到有效控制，从而提高钢液的质量。

较低的氧含量可以减少夹杂在钢液中的氧化物，从而提高钢的纯度和抗氧化性能。

3.2 降低能耗和减少环境污染传统的底吹氩工艺通常需要大量的能耗，而钢包自动底吹氩装置通过精确控制氩气的流量和位置，可以使得氩气的利用效率得到最大化，从而降低能耗。

在钢包自动底吹氩装置中，废气净化装置的使用可以有效减少废气的排放，减少对环境的污染。

4. 钢包自动底吹氩装置的生产工艺实践4.1 工艺参数的选择在使用钢包自动底吹氩装置时，需要合理选择工艺参数，包括底吹氩气的流量、压力和温度等。

通过对工艺参数的优化选择，可以使底吹氩气的效果达到最佳状态，从而更好地保障钢液的质量。

4.2 灵活调整工艺钢包自动底吹氩装置可以通过对底吹氩气的流量和位置进行灵活调整，以适应不同的钢种和冶炼工艺要求。

在实际生产中，根据不同的冶炼任务和钢液的质量要求，可以对底吹氩气进行适当的调整，以保证钢液质量的稳定。

5. 个人观点与理解钢包自动底吹氩装置作为一项先进的炼钢技术装备，在提高钢铁产品质量和减少环境污染方面具有不可替代的重要作用。

我认为，在未来的钢铁生产中，钢包自动底吹氩装置将会越来越广泛应用，并不断得到改进和升级，以满足更高的质量要求和环境标准。

薄板坯连铸中间包控流装置优化与吹氩物理模拟的开题报告【摘要】本文基于一家钢铁企业的薄板坯连铸生产线，对其中间包控流装置进行了优化，并通过物理模拟的方法对新装置的吹氩效果进行了研究。

首先，介绍了中间包控流装置的工作原理及存在的问题；然后，针对控流装置中存在的不足，提出了多种优化方案，并通过流场数值模拟和实验验证的方式选择出最优方案；最后，利用计算流体力学软件对新装置进行了吹氩物理模拟，并通过对比分析，统计了不同处于吹氩位置的氩气流速、动量和质量浓度等关键参数，以此评估了新装置的吹氩效果。

【关键词】薄板坯连铸；中间包；控流装置；吹氩；优化；物理模拟一、研究背景与意义随着钢铁行业的快速发展，薄板坯连铸生产已成为一种常见的生产方式，其中，中间包控流装置是保证生产顺利进行的关键设备之一。

中间包用于暂存高温熔融钢水，同时还能够防止钢水分层和气体混入，保证了坯料连铸中成分和质量的稳定性。

而控流装置的作用是在钢水入口处布置了一系列控制流动状态的设备，以保证钢水的均匀流动和稳定性，对于连铸坯的质量、尺寸等均有重要的影响。

然而，目前市场上大部分的中间包控流装置均存在一些问题，例如，控流设备的分布不合理、管道内部结构不优化等，导致钢水在流动过程中出现不均匀或者急速变化的情况，甚至出现振荡等问题，影响了成品的质量和尺寸精度。

因此，本研究旨在从中间包控流装置的角度入手，对其存在问题进行优化，并通过物理模拟的方法对新装置的吹氩效果进行研究，以期提高生产效率和产品质量。

二、研究内容及方法1. 中间包控流装置的优化针对现有中间包控流装置的问题，本研究提出了如下优化方案：（1）对控流设备分布进行调整，保证钢水的均匀流动和稳定性；（2）对管道内部结构进行优化，减少流道的阻力；（3）利用计算流体力学（CFD）软件对流场进行数值模拟，评估改进方案的可行性；（4）设计实验验证新装置的可行性和优越性。

2. 吹氩物理模拟的研究为了更好地评估改进方案的吹氩效果，本研究利用CFD软件对新装置的吹氩过程进行了物理模拟，以探究气流在管道内部的流动状态、相对速度和动量等关键参数。

钢包底吹氩工艺实践
钢包底吹氩工艺是一种重要的焊缝加强补强方式，尤其适用于铝
合金和低偏差元件的焊接表面。

氩焊是利用压缩空气将氩离子推入接
头金属中，从而形成良好的焊接连接的工艺。

在氩焊的焊接过程中，
会放出很大的热量，使接头金属中的残留缝及缝外深度处的杂质都会
完全护熔而溶出。

在熔融接头中产生的局部抗拉、抗压能力比焊接前
更强。

然而，由于实际施工地处不同气候，海拔不同高度等原因，空
气中气体浓度也会发生变化。

再加上氩焊的熔融深度较深，氩焊的负
极电极受焊接表面及熔池形成相应的电势，因此，需要控制接头焊接
的护熔剂浓度和电位大小，以及焊接的深度，来保证氩焊的焊接质量。

钢包操作过程中底部氩气泡的流体动力学多相模拟CarlosA．LLANOS;张怀军（译）【期刊名称】《现代冶金（内蒙古）》【年(卷),期】2012(000)004【摘要】本研究目的在于通过一个多相数学模型和一个相似物理模型的研究，使钢包搅拌操作达到最优。

采用一个和两个氩气喷吹系统，考虑了不同布置的4种情况，在三维不稳态条件下，数值模拟了多相钢／渣／氩气体系，并且考虑了水／油／空气体系的物理模型。

采用流体体积模型数值模拟了考虑的表面张力相之间的相互作用，通过对体系的流体动力学分析以及3个重要操作参数的数值预测，评价了模拟结果，3个参数分别为混合时间、炉衬耐火材料侵蚀和裸露的炉渣。

然而，采用2个底吹氩气口的模式不能减少混合时间，但是，裸露的炉渣层减少了30％，根据表面磨擦系数值的耐火材料也减少了63％。

这些结果证实有必要考虑钢包操作过程中的三相数值模拟。

【总页数】6页(P14-19)【作者】CarlosA．LLANOS;张怀军（译）【作者单位】不详【正文语种】中文【中图分类】TQ116.43【相关文献】1.200 t钢包底部透气砖布置及喷吹氩气优化模拟 [J], 高江涛;周建安;董方;阮飞2.钢包内气泡行为的数值模拟 [J], 罗剑慧;陈义胜;庞赟佶;蒋大;范石伟3.钢包吹气搅拌中气泡发生滑移现象的混合数值模拟研究 [J], Suvankar GANGULY[印度];张怀军（译）;兰岳光（校）4.自由上浮气泡运动特性的光滑粒子流体动力学模拟 [J], 孙鹏楠;李云波;明付仁5.巴登新产品——SandMan钢包填砂机械手面市——来自德国巴登集团的最新技术,用于钢包水口引流砂自动填装过程和钢包准备过程中的安全操作 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

辽宁科技大学学士学位论文论文题目钢包底吹氩工艺水模研究院(部)名称：材料与冶金学院学生姓名：王学渊专业：冶金工程学号： 120113202014指导教师姓名：刘海啸论文提交时间：论文答辩时间：学位授予时间：摘要通过对钢包底吹氩的水模实验，对钢包双孔底吹精炼过程中钢包内钢液的流场及混合特性进行了研究。

以钢包原型为基础，设计加工了几何相似比为1:4的水模型实验系统。

采用电导法测定钢包内钢液的混匀时间，考察了钢包吹气孔位置，供气量等主要参数对钢包内钢液的流动和传质的影响。

通过水模实验，讨论分析了钢包精炼过程中不同位置和不同供气量单孔喷吹及双孔喷吹的不同组合对钢包内钢液的混匀效果及影响，并对不同组合的喷吹影响效果进行了对比分析，以此探究影响双孔底吹氩钢包内钢液流动行为的因素，寻求合理的钢包底吹氩的工艺参数。

实验结果分析表明：（1）单喷嘴底吹与双喷嘴底吹相比，双喷嘴底吹时，钢包内液体的搅拌混匀效果效果更好，所以本实验水模型对应的原型钢包适合采用双喷嘴底吹（2）单喷嘴底吹的最佳位置是距包底中心0.6R处，双喷嘴底吹的最佳位置为距包底中心0.6R，夹角135°。

（3）对于单喷嘴和双喷嘴底吹时，都从在一临界供气量。

钢包底吹超过此临界供气量，混匀时间变化不大，但会造成卷渣等一些问题。

关键词：钢包吹氩；水模型；混匀时间；双孔底吹AbstractThrough water model experiment of argon blowing in ladle bottom, of ladle double bottom blowing refining process of molten steel in ladle and tundish flow field and mixing properties were studied. Based on the ladle prototype, the water model experiment system of the geometric similarity ratio of 1:4 is designed and processed.The effect of the main parameters such as the gas flow and the mass transfer of the steel in the ladle was investigated by using the conductance method.. Through water model experiment, discuss and analysis the ladle refining process in different position and different supply quantity of single hole blowing and double hole injection of different combinations inside the ladle liquid steel mixed mixing effect and influence, and combination of different spray blowing effect are analyzed and compared, in order to study the effect of the double bottom blowing argon ladle liquid steel flow behavior factors, to seek a reasonable ladle bottom blowing argon process parameters.Experimental results show that:(1) single nozzle bottom blowing and the bottom of the double nozzle blowing compared to bottom blowing double nozzle and ladle liquid mixing uniformity effect better, so corresponding to the water model prototype ladle for the double nozzle blowing.(2) single nozzle blowing the best position is center 0.6R from the bottom of the bag and double nozzle blowing the best position is from the bottom of the package center 0.6R, the angle of 135.(3) for a single nozzle and a double nozzle bottom blowing, both from a critical gas supply. The bottom blowing of ladle is more than this critical gas supply, but the mixing time is not big, but it can cause some problems such as slag.Keywords: Argon blowing; Water model; Mixing time; Double bottom blowing目录第一章绪论 (1)1.1本课题研究意义 (1)1.2 本课题研究方向、内容和方法 (1)第二章文献综述 (3)2.1炉外精炼技术的发展现状 (3)2.1.1 炉外精炼的方式 (5)2.1.2钢包底吹的主要炉外精炼工艺 (7)2.2钢包吹氩 (10)2.2.1钢包吹氩工艺概述 (11)2.2.2钢包底吹氩的工作原理 (11)2.3吹氩精炼的影响因素 (12)2.3.1吹氩量 (12)2.3.2 氩气压力 (12)2.3.3吹氩时间 (13)2.4 钢包底吹氩钢液流动行为的研究意义和方法 (13)2.4.1钢包内钢液流动行为的物理模拟 (13)2.5改善钢包内钢液流动状况的研究 (14)2.6课题背景及本文的主要工作 (15)第三章钢包底吹氩喷嘴的合理布置方式的水模研究 (16)3.1实验原理 (16)3.1.1几何相似 (16)3.1.2动力学相似 (16)3.2 实验参数确定 (17)3.2.1水模型的建立 (17)3.2.2喷吹气体流量计算 (17)3.3 实验方案设计 (18)3.3.1工艺参数的影响 (18)3.3.2实验方案 (19)3.3.3实验装置及相关设备 (21)3.3.5实验方法 (22)第四章实验结果分析 (24)4.1供气量、吹气位置对单嘴底吹钢液混匀时间的影响 (24)4.2 双喷嘴底吹供气量、吹气位置对混匀时间的影响 (26)4.3 单喷嘴底吹与双喷嘴底吹的对比 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (34)第一章绪论1.1 本课题研究意义目前，科技的不断进步和发展引起社会对优质钢的需求量的不断增加，面对用户对钢高度纯净、品种多样的需求，传统的钢铁冶炼技术已不能满足，所以必须探寻更好更便利的冶炼优质纯净钢的技术方法。

钢包底吹氩过程夹杂物去除数值模拟研究郭永谦;李京社;黄婷【摘要】以LF炉底吹氨气钢包为原始模型,选择Al2O3为夹杂物颗粒参照物,通过使用Fluent商业软件,进行合理假设后,建立离散相数学模型(DPM),研究不同夹杂物粒径为过程中的运动及去除情况.计算结果表明,钢包内夹杂物运动比较复杂,钢包各区域的夹杂物去除时间不同,双孔对称面附近的夹杂物较难去除,该处流场存在较大漩涡,漩涡内部的夹杂物运动呈“二维流动”.【期刊名称】《河南冶金》【年(卷),期】2012(020)006【总页数】4页(P10-12,29)【关键词】底吹氩钢包;夹杂物去除;数值模拟【作者】郭永谦;李京社;黄婷【作者单位】北京科技大学;北京科技大学;北京科技大学【正文语种】中文0 前言随着社会的发展，对钢的强度、韧性、寿命和加工性能的要求日趋严格，对钢的化学成分和组织均匀性的要求也日趋严格。

钢中非金属夹杂物的存在是影响钢制品性能的重要因素，有时甚至是决定性因素。

钢包底吹氩技术由于具有加速渣金反应，均匀钢水温度和成分以及有效去除非金属夹杂物等优点，目前被冶金企业广泛使用。

针对钢包底吹氩过程中夹杂物的去除行为，许多学者对此开展了研究，但由于钢水的高温特性，难以进行直接的观察，因此数值模拟方法得到了广泛运用［1］。

本研究以LF炉底吹氩气钢包为原始模型，选择Al2O3为夹杂物颗粒参照物，通过使用Fluent商业软件，进行合理假设后，建立离散相数学模型(DPM)，研究不同夹杂物粒径为过程中的运动及去除情况。

1 数学模型1.1 控制方程采用大型商业软件FLUENT，在拉格朗日坐标下对x，y，z三个方向上的夹杂物颗粒，在钢液中的运动轨迹进行计算，模拟流场中离散的第二项，由球形颗粒构成的第二项分布在连续相中。

以x方向为例，夹杂物颗粒作用力在直角坐标系下可由以下公式表示［2］：式中：FD——为夹杂物颗粒的单位质量曳力;V——流体相速度;Vp——颗粒速度;ρ——流体密度;ρp——颗粒密度。