氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉初期二次燃燒流場PIV測試研究.pdf

1、粒子成像測速技術(shù)（PIV）是近十幾年來發(fā)展起來的一種非接觸式流場測量技術(shù)，通過對流場圖像的互相關(guān)分析獲取流速信息，克服了接觸式單點測量設(shè)備的局限性，能夠進行二維和三維流場的測試，是一種非常有發(fā)展前景的無擾動流場測量技術(shù)。 二次燃燒技術(shù)是改善轉(zhuǎn)爐過程供熱和提高熱效率的有效措施之一，具有顯著改善冶煉熱平衡、合理利用能源、提高廢鋼比、投資少、效益高等優(yōu)點。轉(zhuǎn)爐二次氧射流的流動特性及其與爐內(nèi)氣相場的相互作用對于優(yōu)化二次氧流股設(shè)計，進一步

2、發(fā)揮二次燃燒的優(yōu)越性具有重要的作用。 本文在相似理論的指導(dǎo)下，設(shè)計建立了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐二次燃燒流場測試試驗臺，采用先進的速度測試手段——PIV，測量了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉初期二次燃燒的冷態(tài)流場，分析研究了二次氧孔中心線與氧槍中心線的夾角、二次氧孔數(shù)目、二次氧孔與熔池面距離對流場結(jié)構(gòu)的影響。 研究發(fā)現(xiàn)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉初期二次燃燒的主要燃燒區(qū)域流場結(jié)構(gòu)主要由內(nèi)側(cè)回流區(qū)、二次氧射流區(qū)、外側(cè)回流區(qū)三部分組成；二次氧孔中心線與氧槍中心線

3、的夾角強烈影響氣體流動特征，隨著夾角逐漸增大，射流內(nèi)側(cè)回流區(qū)體積增大，可加快氧射流與CO等的混合與燃燒，但夾角過大，加大了對轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的沖刷，同時降低了熱量傳輸效率；二次氧孔數(shù)目對二次燃燒流場有一定的影響，當二次氧孔數(shù)目增多時，內(nèi)側(cè)回流區(qū)體積增加，氧射流邊界層變寬，外側(cè)回流區(qū)體積減??；隨著二次氧孔與熔池面距離的逐漸增加，氧射流沿著垂直流股方向上擴展，內(nèi)側(cè)回流區(qū)體積逐漸增大，外側(cè)回流區(qū)體積逐漸減小，二次氧孔高度由300mm增加到400mm時