Comparative study between traditional and coherent jet oxygen lance interaction with molten pool

Estudio comparativo entre la interacción de la lanza de oxígeno de chorro tradicional y coherente con el baño de fusión

Como boquilla avanzada y debido al gas protector que rodea el orificio de oxígeno principal, la lanza de oxígeno de chorro coherente puede hacer que el chorro se concentre con mayor energía cinética. En este trabajo, se intenta fabricar una lanza de oxígeno de chorro coherente con pequeños orificios de oxígeno alrededor del orificio de oxígeno principal en la lanza de oxígeno tradicional. Las características de flujo de la lanza de oxígeno de chorro coherente y la lanza de oxígeno tradicional se simulan mediante el software CFD. Los resultados muestran que, en comparación con la lanza de oxígeno tradicional, la atenuación de la lanza de oxígeno de chorro coherente es lenta en el eje central, la profundidad del impacto es profunda, la velocidad de la región líquida es alta en el centro de las piscinas fundidas, la capacidad de flujo del acero líquido es buena en las piscinas fundidas. La lanza de oxígeno de chorro coherente con la altura adecuada de la lanza puede sustituir el modo tradicional de soplado superior-inferior.

INTRODUCCIÓN

La lanza de oxígeno es el equipo siderúrgico de oxígeno más importante, ya que se utiliza para producir un flujo supersónico de oxígeno que se inyecta en el baño y completa la descarburación, el calentamiento y diversas reacciones. En la década de 1990, Praxair Company inventó una nueva lanza de oxígeno --- lanza de oxígeno de chorro coherente [1]. Debido a que el gas de combustión rodea el orificio principal de oxígeno, la atenuación de la velocidad del chorro de oxígeno disminuye lentamente y puede mantenerse a gran distancia del diámetro inicial y la velocidad supersónica, y proporciona suficiente energía cinética a las piscinas fundidas [2]. Muchas investigaciones han estudiado esta técnica, K. Liu y M.Y. Zhu han estudiado el campo de flujo de una lanza de oxígeno de chorro coherente con un orificio principal de oxígeno, los resultados mostraron que los resultados experimentales podían predecirse mejor revisando el modelo matemático turbulento k-ε, la atenuación del chorro central en su rango se reducía debido a la existencia de un flujo de concomitancia, los estados de flujo del chorro radial y axial estaban influenciados por la temperatura ambiente [3]. La simulación numérica sobre el campo del flujo de oxígeno de la lanza de oxígeno de chorro coherente ha sido estudiada por Li Goofing con el software CFX 5,7,1 utilizado. Los resultados mostraron que el flujo del chorro de la lanza de oxígeno de chorro coherente era largo, concentrado y con una atenuación más lenta[4]. A partir del modelado del agua de una acería convertidora de soplado superior mediante Cain Zipping, se obtuvieron las reglas de distribución de la atenuación de la velocidad y la velocidad vertical sobre el eje del chorro de oxígeno supersónico[5]. La tecnología de lanza de oxígeno de chorro coherente se ha introducido y utilizado en el EAF, pero su uso en el BOF aún debe estudiarse.