炼钢温度下复吹转炉流场的数值模拟研究

胡绍岩^1,2，朱荣^1,2，董凯^1,2

1. 北京科技大学冶金与生态工程学院2. 高端金属材料特种熔炼与制备北京市重点实验室

摘 要：以某钢厂的110 t复吹转炉为原型,建立三维全尺寸几何模型,通过数值模拟的方法研究了环境温度对多流股超音速氧气射流特性的影响,并对比分析了常温和炼钢温度下氧气射流对转炉熔池的冲击搅拌效果.研究结果表明:随着环境温度的升高,氧气射流的速度衰减减慢,射流流股半径增大,与此同时,射流本身的温度升高、密度降低,导致射流动压的增加幅度低于射流速度的增加幅度;而且,高温环境中射流的聚合现象被抑制.在多相流研究中发现,当环境温度由300 K提高至1723K时,氧气射流的冲击深度由0. 11035 m升高至0. 14807 m,冲击深度增大了34. 18%,熔池平均速度有一定提高,说明在多相流研究中环境温度的影响不容忽略.

关键词：环境温度;射流特性;多相流;数值模拟;复吹转炉;