邓丽琴，李明明，李　强，邹宗树

( 1.上海梅山钢铁股份有限公司，南京210039; 2.东北大学材料与冶金学院，沈阳110819)



炼钢转炉喷溅行为的数值模拟

邓丽琴1，李明明2，李强2，邹宗树2

( 1.上海梅山钢铁股份有限公司，南京210039; 2.东北大学材料与冶金学院，沈阳110819)

摘要:通过建立的可压缩、非等温三维多相VOF模型研究了转炉射流与熔池作用过程的特征，阐明了吹炼过程射流－熔渣－钢水界面轮廓变化、揭示了液滴喷溅形成机理、定量分析了熔池喷溅速率.结果表明:顶吹过程具有明显的瞬态特征，形成的冲击坑有一定的震荡特性，这种不稳定性控制了金属液滴的产生和初始尺寸分布.金属液滴喷溅的形成有两种方式，一是大块金属带在冲击坑边缘破碎撕裂;二是单个液滴直接从冲击坑边缘的排出.这两种方式同时发生并共同导致了喷溅的产生.吹炼数和喷溅速率在冶炼过程中波动，是由凹坑震荡的本性决定的，本研究条件下吹炼数和喷溅速率的平均值为10和3.4 kg·m(－3).

关键词:炼钢;转炉;界面现象;喷溅;数值模拟

转炉冶炼发生在一个复杂的高温多相物理化学体系，涉及到射流－熔渣－钢水多相间的流动并耦合着传热、传质、相变及化学反应等，目标是将铁水中的碳、硅、锰、磷等杂质元素氧化去除到目标钢水成分和温度.尽管过去几十年来众多学者进行了大量的实验［1－3］和模拟计算［4－6］以期了解射流与液相熔池相互作用特征及其涉及的复杂过程现象，然而由于测量手段、实验……