10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20220401
不锈钢冶炼底吹CO2对熔池动力学条件影响
近年来,CO2在钢铁行业的资源化利用技术被广为开发,研究表明CO2在不锈钢冶炼中的应用颇具潜力.通过建立底吹CO2气泡反应动力学模型并结合水力学模拟试验研究,量化研究不锈钢冶炼条件下底吹CO2对熔池动力学条件的影响.由于CO2脱碳导致气体体积增加会造成气泡膨胀或分裂的情况不明确,假设两种极端条件,即条件a,CO2反应气泡体积增大后只膨胀不分裂;条件b,CO2反应气泡体积增大后只分裂不膨胀,并取某厂70 t不锈钢炉冶炼中期工艺参数对两种条件下CO2气泡反应动力学进行计算.结果表明在本研究条件下,不锈钢冶炼底吹CO2反应后气体增加无论是导致气泡膨胀或者分裂,反应平衡时气泡最终体积约为初始体积的1.3倍,并且气泡体积随反应时间的变化呈线性关系.水力学模拟研究发现,相对于对照组试验,条件a和条件b下熔池的混匀时间分别缩短16.5 s和8.4 s,因此得出实际底吹CO2在反应后会使熔池混匀时间缩短8.4~16.5 s,使熔池的动力学条件得到显著改善.此外,通过墨水示踪剂观察底吹CO2 对熔池流场变化的影响,发现底吹CO2反应后导致气泡膨胀会促进熔池的溶质向横向扩散,相对抑制溶质在纵向的扩散速度;相反地,CO2反应后导致气泡分裂会促进熔池的溶质向纵向扩散,相对抑制溶质在横向的扩散速度.
不锈钢冶炼、底吹CO2、动力学模型、气泡体积、混匀时间、流场
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O212.2;S791.22;TF777
国家自然科学基金;国家自然科学基金;山东省重大科技创新工程资助项目;江西省重点研发计划资助项目
2023-02-16(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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