超声波钢包精炼水模实验研究.pdfVIP

冶 金 能 源 Vol_33 No．1 ENERGY FORMETALLURGICALINDUSTRY Jan．2014 超声波钢包精炼水模实验研究 侯 春 张文羽 高 尚 刘佳昊 马玉呜 (中钢集团鞍山热能研究院有限公司) 摘 要 以某钢厂 180t钢包为原型，进行超声波改善钢包熔池搅拌效果的水力学模型实验， 研究超声波功率和声源位置等对均混时间的影响。实验结果表明：与底吹氩气搅拌相比，超 声波可明显缩短均混时间；随着功率的增大均混时间减少；同一高度下，位置变化对均混时 间影响不大 ，液面下 150mm的搅拌效果优于液面下300mm的。 关键词 钢包水模 超声波 均混时间 Hydraulicmodelstudyonladlerefiningbyultrasound HouChun ZhangWenyu GaoShang LiuJiahao MaYuming (SinosteelAnshanResearchInstituteofThermo—EnergyCo．，Ltd．) Abstract A steelplantof180tladleastheprototype，hydraulicmodelofusingultrasonicstirringWas madetoimpmvethemixingeffects．Theultrasonicsoundpowerandsoundsourcepositionontheinflu- enceofmixingtimewereresearched．Theresultsshowedthat：compraed tIlargonstirringfrom bot— tom ofladle，theultrasoundcandeclinethemixingtimeobviously；withhteultrasonicpowerincreas— ing，themixingtimecanbeshorten；withchangingofpositiontheeffectscannotbeinfluencedobvi- ouslyonhtesamelevel，theeffectsofmixing150mm belowoftheliquidsurfacesuperiorto300mm be— lowoftheliquidsurface． Keywords ladlehydraulicmodel ultrasound mixingtime 超声波具有方向性好，穿透能力强，易于 1 水模实验方案 获得较集中的声能，在液体中传播距离远等特 点。超声波所具有的诸多特性使其已经广泛应用 实验模型用有机玻璃制成，尺寸为某钢厂 于清洗、探伤和测速等领域。随着大功率超声波 180t钢包实际尺寸的1／8，以空气模拟氩气，水 转换器研制成功，突破传统转换器功率小、能量 模拟钢液。实验底吹气体流量参数根据修正 利用低的局限，使超声波应用于冶金行业尤其是 Froude准数确定如表 1所示_4J。图1为超声波水 在钢水精炼方面成为可能。大功率超声波在液体 模实验示意图，将pH计探头固定在钢包熔池 内 中有强空化效应，产生的泡核经振荡、生长、收 某一位置，在另一侧固定位置加入 NaOH水溶 缩和崩溃等一系列运动可改善液体动力学条件， 液，加以800～2000W 的超声波搅拌，每隔5s 从而提高钢水精炼的效果 ¨。2J。因此，进行超声 记录一次pH计示数，至示数变化达到稳定的时 波用于钢铁冶金中钢包精炼改善搅拌效果、缩短