LF爐在轉(zhuǎn)爐和連鑄之間可以起到緩沖調(diào)節(jié)作用,又具有設(shè)備投資少,精煉效果明顯的特點(diǎn),所以發(fā)展很快。而在LF爐精煉過(guò)程中通常需要向鋼包內(nèi)加入合金元素(如鋁、硅、鐵錳等),用以調(diào)節(jié)鋼水的化學(xué)成分。密度小的合金在未完全熔化時(shí)已漂浮到渣-液界面與渣中組分反應(yīng),造成收得率降低;而密度較大的合金易沉入包底,成分均勻化時(shí)間很長(zhǎng)。故LF爐的合金化規(guī)律,對(duì)改善LF爐精煉工藝有很大幫助。
以80t圓筒型鋼包為研究對(duì)象,根據(jù)相似原理,建立80tLF鋼包精煉爐的物理模型,模型和原型比為0.5,主要考慮鋼包內(nèi)型參數(shù)(H/D)的相等。通過(guò)對(duì)該模型鈮鐵合金化過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行模擬,尋找理想偏心噴吹位置、噴吹角度和氣量等關(guān)鍵工藝參數(shù)。
(1)試驗(yàn)很好地驗(yàn)證了全浮力模型理論,說(shuō)明了氬氣的上浮力是整個(gè)鋼包內(nèi)鋼水流場(chǎng)的主要源動(dòng)力,也是鋼包內(nèi)合金粒子運(yùn)動(dòng)的主要源動(dòng)力;
(2)偏心單吹80t圓筒型鋼包底部合金運(yùn)動(dòng)隨著偏心噴吹位置、氣量的變化而呈現(xiàn)一定的規(guī)律性,理想偏心位置為0.55R。在該偏心位置條件下,當(dāng)模型Q≥730NL/h時(shí),非常適合鋼水的鈮鐵合金化進(jìn)行;
(3)鋼包噴嘴的位置不能距水口位置太近,噴嘴位置離水口近,鋼包底部流場(chǎng)分布有利于水口處合金循環(huán)運(yùn)動(dòng),不易堵塞水口和影響水口開澆,但是水口需要離噴嘴有一定距離,以免吹氣口將開澆砂卷吸出來(lái),影響鋼包的連續(xù)澆注。在同等偏心位置條件下,噴嘴位置與水口位置成60°~120°時(shí),鋼包合金化較理想。(金也)