不锈钢冶炼底吹CO2对熔池动力学条件影响

摘要：

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.

关键词：不锈钢冶炼、底吹CO2、动力学模型、气泡体积、混匀时间、流场

所属期刊栏目：58

分类号：O212.2;S791.22;TF777

资助基金：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

在线出版日期：2023-02-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：39-46