转炉水模实验开篇报告

转炉水模实验开篇报告

转炉水模实验报告

【摘要】 从前人的研究结果可知，混匀时间是衡量复吹转炉操作技术参数在综合影响下的熔池搅拌强度和溶质扩散速度的重要判断依据。利用它可以评价复吹转炉化渣、供氧制度及吹炼的冶金特性，所以对混匀时间的研究是非常重要的。因此，本研究针对复吹转炉冶炼过程中实际情况，在一定比例的有机玻璃模型中进行冷态模拟实验，测定不同底枪位置下的混匀时间，以此来研究冶金过程和优化生产。

一、实验目的及意义

（1） 掌握转炉炼钢和水模实验的基本原理。

（2） 研究顶底复吹转炉底枪位置对钢液混匀时间的影响。

二、国内外对于转炉水模实验的研究现状

（一）、国内对于转炉水模实验的研究现状

19xx年，朱英雄，于华财等对120t复吹转炉进行了水模实验研究，研究认为：单、双支底部供气元件最佳布置位置为距炉底中心0．4D处，并且0．4D处的单支底部供气元件布置方案优于0．4D处的双支底部供气元件布置方案。

20xx年，倪红卫，喻淑仁等对90t复吹转炉的研究表明，有4个元件底吹时的复吹的流场与纯项吹基本相同，不同之处是顶吹凹坑下面的区域流体螺旋向上运动，同时壁面处的搅拌也明显改善。

20xx年，吴伟，吴志宏等对150t项底复吹转炉脱磷的研究认为，底枪最佳布置方式是4孔、对称布置在0．52D圆上，其次是5孔，非对称布置在0．66D圆上，如图2．7所示的B6和B11。

20xx年，东北大学的钟良才等对三明钢厂90t复吹转炉底枪布置进行物理模拟实验，结果表明，底枪沿耳轴方向非对称布置的熔池混匀时间比底枪对称布置要缩短28％。

王楠，陈敏等对50t复吹转炉底透气砖布置的研究认为，随底部供气元件布置偏心率增加(不超过某一限度)，熔池搅拌效果更好。他们的实验结果表明，采用4块底透气砖在2个不同圆周上局部非对称布置时，能够形成三维整体大循环搅拌，可有效缩短混匀时间。

曾兴富等对复吹转炉底枪布置进行了优化实验研究，结果表明底枪采用合适支数，特别是采用非对称集中布置方式，更有利于加强熔池搅拌强度。

20xx年，焦兴利，毛鸣等对马鞍山钢铁公司的300t转炉进行了研究，认为外环8支底吹供气元件布置在熔池直径的0．396倍位置上(第8环砖)。内环8支底吹供气元件布置在熔池直径的0．445倍位置上(第7环砖)，角度不变，较为合理。

（二）、国外对于转炉水模实验的研究现状

国外冶金研究人员对底部供气元件支数和布置的研究通过冷模拟实验，对底吹法中的与中心点对称的13种底部供气元件布置方式进行了研究，认为当底部供气元件的支数为4或6时，底部供气元件的布置稍有不同，则混匀时间便有很大变化。通过对20支底部供气元件的底部供气元件布置(沿耳轴两侧平行布置、在整个炉底上完全分散布置、集中于炉底中心布置)、炉底形状、吹入气体流量等对混匀时间的影响所进行的研究，认为这三种布置由于均是对称性的，其混匀时间差别不大。最后通过对6支底部供气元件的顶底复吹的研究指出，顶底复吹中底部供气元件布置对均混时间的影响比底吹法时小，可以认为顶底吹法的混匀时间基本上取决于底吹气体流量。关于底部供气元件对喷溅量的影响，认为底吹法中底部供气元件支数对喷溅量的影响并不十分显著，底部供气元件支数越少，喷溅量越多，而在并用10％底吹的顶底复合吹炼中，一个底部供气元件时，喷溅量最少。

三、本实验研究内容、方法与原理

转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。

在转炉炼钢中，顶吹供氧和底吹供气是转炉冶炼的两种主要工艺方式。顶吹氧流与熔池的相互作用是产生转炉炼钢过程中各种复杂现象的首要的、决定性的环节，而底吹气体则主要发挥搅拌熔池的功能。在生产条件下进行这方面的研究有很大的困难，因此这种研究课题一般是根据相似理论，并考虑其主要作用力和准数，进行冷态模拟实验。通过转炉水模测定出不同枪位状态下熔池的混匀时间。

相似原理提供了模型研究的理论基础，进行动量、热量和质量传输模型研究时，要保证模型中的流动与实物相似，必须遵守相似第二定理，即满足流动相似的如下充分必要条件：模型中的流动与实物中的流动应被同一组完备的方程组描述，模型与实物流体通道在内轮廓上要几何相似，模型与实物中的对应截面或对应点上流体物性相似，模型实物入口、出口截面处的速度分布相似，模型流动于实物流动的初始条件相似，模型与实物定性特征数的数值相等。但在实际中，由于一些物理量相互制约，保证模型与实物完全相似是很难实现的，为使模型研究进行，就必须要近似模化研究法。

在气体或气粉射流的作用下，金属液发生循环运动。如果循环和混合较快，就是反应速度加快，也加速熔池内部的成分和温度的均匀化，加快反应产物的排除等，因此，金属液的循环是一个非常重要的问题。均匀混合时间是吹气设备用来表示其熔池内混合特性的一个重要参数。由于设备自身特性及搅拌条件的不同，各种设备都有其特定的均匀混合时间。

通常，混匀时间采用一种叫“刺激响应”的技术来测定，即向熔池中加入一定量的示踪剂，同时检测熔池中某一特性以反映熔池的混合情况。在物理模拟的水溶液反应器中，示踪剂可以采用电解质材料，通过测定反应器中某一位置溶液PH值或比电导的变化来确定混匀时间；对于高温冶金设备，常用放射性同位素或某些特殊金属(Sn，Cu等)作示踪剂，采用取样法进行混匀时间的测定。或者采用电导法，电导法测定混匀时间是将KCl溶液瞬间注入水模型容器的水中，然后连续测量水中的电导率的变化，直至电导率稳定时为完全混匀时间。实验时，电导测头测出的水溶液的电导率变化可由计算机连续记下的电导仪输出电压的变化来表示，也可用函数记录仪输出的电压变化，同时按照预定关系进行处理，并打印出实验结果和图形。这种方法称为在线测量和实时处理。

在水模型试验中,常用水来模拟金属液,水模型中流动和实际钢液流动相似的条件为Fr数和Re数相等,

即: Fr水=Fr钢；Re水=Re钢

如果取反应器尺寸作为特征长度L，液面流速作为特征速度u，当Fr数相等时，u2

水

gL水=?L?uu，所以：水=?水? ?gL钢u钢??L钢?2钢12

?水u水L水?钢u钢L钢 ??水?钢

?水?钢u水L钢水和钢液具有相似的物理性质，即 ?，所以=?水?钢u钢L水当Re相等时：

如能用尺寸1:15的模型，即L水

L钢=1；则u水=u钢，可做到Fr数和Re数均相等，相似

是理想的，如不采用1:15模型，仅仅保证Fr水=Fr钢，而检验Re数是否属于同一自模化区，即不必保证模型和实型的Re数相等，而保证二者处于同一自模化区，也可以做到流动的相似。水模型试验中，常常采用保证决定性准数相等的近似化法，来确定水模型的实验参数。

我们通过改变底枪的位置,即下图所示据aA、aB、aC、aD、aE、bB、bC、bD、bE、cC、cD、cE、dD、dE、eE分别研究对混匀时间的影响。借鉴前人的研究发现，如果底枪对称布置的话，将产生对称的漩涡，如果不是对称的话将会加大搅拌能力。故不做对称的实验。

【参考文献】

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2、Liu C．J．，Zhu Y．X．，Jiang M．E．Physical modelling of slag splashing in converter[J].Ironmaking＆Steelmaking，2003，30(1)：36—42．

3、王楠，陈敏，刘江伟等．50t复吹转炉底透气砖布置的水模实验研究[ J]．过程工程学报，2008，6：236-239． 图1、底枪位置分布图

4、曾兴富，钟良才，朱英雄．复吹转炉底枪布置优化探讨[ J]．炼钢，2008，24(4)：52．55．

5、焦兴利，毛鸣，佟溥翘．300t转炉底吹位置优化及其效果[ J]．炼钢，2009，25(3)：5-7．

6、张雷，沈明刚，张振山，亢淑梅.转炉聚合射流氧枪水膜实验[J].冶金能源,2009,28

（5）：15-17.

7、高泽平，刘竹林.转炉水力模型试验研究[J].湖南冶金职业技术学院学报，2003，3（3）：226-229.

8、杨文远，侯春，崔怀周，高卫涛，王明林.转炉双联法炼钢的水膜实验[J].钢铁，2014, 49（1）:39-44.

9、杨文远，丁永良，石洪志，王涛等.大型转炉多孔喷头射流与熔池作用的水膜实验研究

[J].中国钢铁年会论文集,2003,265-268.

10、李军成，温良英，陈登福，张建，郭锐.210t复吹转炉水膜实验研究[J].过程工程学报,2010,10suppl(1):43-47.

11、倪红卫, 喻淑仁, 邱玲慧等.90t 转炉溅渣护炉水模试验研究[J]. 武汉科技大学学报(自然科学版),2002,25(2):120-123.

 

第二篇：转炉汇报

20xx年转炉工作汇报

20xx年已经过去，转炉班在各级领导的带领下，在全体职工的共同努力下，圆满的完成了各项检修及维护任务，并取得了学习上的收获，思想上的进步，技术上的提高。全班组人员爱岗敬业，尽心尽责，为打造一个团结的具有凝聚力的班组而努力。下面是转炉班12年开展的整体工作情况： 一故障情况

要做好设备维护工作，设备的点检、巡检是基础，积极查找设备隐患是我们的手段，通过基础工作的开展和采取预防措施，减少设备隐患对生产的影响，有效降低设备故障率，达到稳顺生产的目的。今年，我班组结合事业部开展的“三达劳动竞赛”和“文明生产劳动竞赛”等活动，积极进行设备隐患排查工作，共查找和解决设备隐患50余项，有效地减少了故障发生率和设备停机时间。

1.一般故障

20xx年间转炉区域总共发生一般性故障458起，比11年同期（604起）下降24%。其中配合维检处理的故障有259起，占总体故障的54%，计算机故障34起，仪表和二级故障故障125起。

2. 影响生产故障

20xx年转炉区域影响生产故障共7起，比11年减少1起，分别为：

4月18日2#脱磷转炉常规模式氧气瞬时流量故障，影响30分钟，主要原因为程序调试更改后未进行跟踪保护。

7月03日1#碳煤气分析蠕动排水泵故障，影响20分钟，主要原因为排水蠕动泵故障导致煤气分析仪进水。

7月15日3#碳投料DP网络故障，影响80分钟，主要原因为温度高将DP线烤坏造成断网。

7月24日1#碳本体投料网络故障，影响90分钟，主要原因为DP线被烧坏造成断网。

7月26日1#磷倾动急停故障，影响25分钟，主要原因为装料侧操作台内倾动急停线掉落造成故障。

8月03日1#磷煤气分析取样泵故障，影响40分钟，主要原因为取样泵故障造成。

12月25日2#碳ID风机流量故障，影响126分钟，主要原因为一次截门及取压口堵塞造成风机显示流量不稳定致使炉口回火发生事故。

这7起故障，其中1起是因为基础工作未做到位造成的，1起是因为修改程序，1起因为未严格执行程序修改及封点制度造成的，2起是设备本身故障，2起是DP线故障，共计影响时间411分钟，相对去年478分钟下降了14%

从故障的发生类型上分析，煤气分析仪故障、DP网故障占了大部分影响生产的故障时间，在明年的工作工作中，针对煤气分析和DP网的隐患排查工作还有待加强，基础工作

的开展还有待进一步落实，通过继续开展隐患排查等手段，减少一般性故障、影响生产故障的发生次数和影响生产故障的时间。

二 设备检修情况

本年度，我班组共组织例修69次，检修21次，炉役检修6次，累计检修项目874项，累计检修时间3169小时，所有检修都按时按计划完成。

20xx年7月，2#脱磷转炉按计划进行412小时炉役检修工作，此次炉役检修时间长，项目多，其中一个重点项目是副枪系统上线调试工作。张珍宝、焦腾飞两名职工是此次一级调试的负责人，面对项目工期紧、任务重、条件艰苦等不利因素，这两人毫不退缩， 在王君、王磊等班组职工的配合下，历经十几个日日夜夜的艰苦努力，2#磷副枪终于按期投入运行。在公司各级领导的指导下，在转炉班全体职工的共同努力下，这次炉役检修干的相当出色，不仅炉役项目按质按量完成，副枪更是一次调试成功，得到了作业部领导的一致肯定。

20xx年9月，转炉区进行了为期32小时全厂停产检修。其中上料改造项目做的尤为出色，包机人杜方友表现突出，从改造方案的制定，到程序的编制以及DP线的敷设、DP头的制作等工作都是他组织完成的。由于前期做了工作做的较

为充分，又制定了详细的施工预案，在改造时没有发生意外情况，顺利的完成了改造，在12个小时的预定时间里提前了4个小时完成改造工作，改造后效果良好，受到了炼钢作业部的书面表扬。

三 职工培训、科研技改情况

20xx年，我班组共组织人员培训共34次。其中，针对班组职工的工艺、设备类培训有12次，针对典型性故障培训7次。去年一共组织和参与了12次科研技改项目，共形成总结性文档或维护技术手册6项，根据以上成果对班组维护人员进行针对性培训15次，其中针对新职工的基础性培训10次，针对老职工的提高性培训5次。

在技术中心指导下，我班组现已上线电气室温湿度监控、一级、二级网络监控，重点系统急停、编码器 状态监控、UPS主机状态监控等，准备上线的还有PLC状态监控，从站状态监控以及重点控制点输出继电器使用统计，通过不断完善监控系统提前发现和解决问题，达到预防性维护的目的。

四 12年工作中的不足

去年3月份和12月份分别发生了因修改程序和封点引起的影响生产设备故障，在操作过程中存在没有按《计算机程序修改及封点操作管理办法》规定执行的情况，在管理上还存在漏洞，不仅对生产造成了影响，也不利于后期维护工作的开展，在今后的工作中要加强对封点和程序修改方面的管

理力度，杜绝类似事故再次发生。

2.在培训方面

在技术上，我班组着力于后备人才的培养，针对年轻有潜力的职工进行重点发展，但由倒班和轮休以及需要进行设备检修、故障处理等多方面原因，无法将每次培训都做到全员参与，年轻职工技术水平提升相对较慢，效果不是十分显著，在职工培训方面还有待加强。

3.维护扣费

12年全年转炉区共产生维护扣费24000元，嘉奖19500元， 相比11年扣费数21000增加了3000元，嘉奖19500元与11年持平，在明年的工作中还要控制维护扣费的数目，增加嘉奖比例，争取做到收支平衡。

五13年工作规划

1.继续深入开展设备隐患排查工作，充分利用点、巡检时间，结合设备在线监控系统，查找设备缺陷和隐患，通过优化程序和设备改造等技术手段，进一步减少设备故障发生率和影响时间。

2.完善设备在线监控系统，充分利用数据采集记录功能，分析设备的运行数据，掌握自动化设备运行规律，从而优化点巡检及定期工作，达到预防性维护的目的。

3.加强针对值班人员的培训。年轻职工技术水平提升相对较慢，培训效果不是十分显著。经过和区域工程师等技术骨

干商议，准备从倒班人员中每班提出一名有发展潜力的年轻职工放到白班，分期分批重点培养，争取能在短时间内取得一定效果。

4.继续开展文明生产自查整改工作，强化班组职工文明生产意识，认真遵守《班组文明生产定置规范要求》，规范班组职工行为，提高职工文明服务意识。

5.全力支持小二期筹备与建设工作，面对人员减少工作量增加等不利因素，我们要挖掘自身潜能，提高员工整体素质，为13年整体工作的完成做好充分的准备。