一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113340117A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110543841.7(22)申请日2021.05.19(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市一二一大街文昌路68号(72)发明人王仕博王华李世旺徐建新(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙)11562代理人张换君(51)Int.Cl.F27D3/16(2006.01)F27B14/14(2006.01)F27B14/20(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法(57)摘要本发明公开一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，包括设计新的熔炼炉或根据熔炼炉炉型设计参数，建立富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台；通过富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台根据实时熔炼过程建立熔炼炉的动力学‑热力学瞬态形貌；将动力学‑热力学瞬态形貌传递显示于DCS系统，DCS系统根据实时熔炼过程对变频微机控制器进行变频控制，实现对熔炼炉强化传热；DCS系统通过变频微机控制器控制底吹氧喷枪出富氧的频率；本发明实现了提高了熔炼炉的生产效率，强化传热并以最小的能耗得到最佳的熔池搅拌效果。CN113340117ACN113340117A权利要求书1/1页1.一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设计新的熔炼炉或根据熔炼炉炉型设计参数，建立富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台；步骤二：通过所述富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台根据实时熔炼过程建立熔炼炉的动力学‑热力学瞬态形貌；步骤三：将所述动力学‑热力学瞬态形貌传递显示于DCS系统，所述DCS系统根据实时熔炼过程对变频微机控制器进行变频控制，实现对所述熔炼炉强化传热；步骤四：所述DCS系统通过所述变频微机控制器控制底吹氧喷枪出富氧的频率。2.根据权利要求1所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述步骤一中设计新的熔炼炉需根据设计参数和安装现场尺寸条件，通过所述富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台计算出包括但不限于所述熔炼炉的炉型尺寸，所述底吹氧枪的口径，相邻所述底吹喷枪的间距及烟道倾斜角度。3.根据权利要求1所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述步骤二中所述富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台通过RNGκ‑ε湍流扩散模型，VOF多相流模型，增强壁面函数模型和P1辐射模型得出流体力学传热传质控制方程组，并通过CFD软件进行求解；采用压力隐式分裂算子耦合压力‑速度场，计算出剧烈搅动的所述熔炼炉熔池内的动力学‑热力学瞬态形貌。4.根据权利要求3所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述压力隐式分裂算子耦合压力‑速度场的压力离散格式采用PRESTO！格式；动力离散格式由二阶迎风格式实现，用于保证体积分数的瞬态几何重构。5.根据权利要求1所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述步骤二还包括根据所述熔炼炉内熔炼过程参数，建立动态数据库；所述动态数据库用于对所述富氧底吹熔池熔炼炉炉膛热过程数值模拟平台得到的参数进行实时迭代式对比与智能化修正，将修正后的所述动力学‑热力学瞬态形貌传递给所述DCS系统。6.根据权利要求5所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述动态数据库是以包括但不限于所述熔炼炉内运行过程中的空气量，氧气量，给料速度，富氧浓度以及熔炼各阶段的熔池液面位置的基本变化规律、熔池波动的运行参数为基础建立的。7.根据权利要求1所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述实时熔炼过程由所述熔炼炉不同熔炼阶段所需要的工艺环境，熔池液面和金属锍层的位置变化以及工艺风含氧量的波动决定。8.根据权利要求1所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述吹氧喷枪包括枪身和与所述枪身法兰连接的喷头(1)；所述喷头(1)内安装有芯体(2)；所述芯体(2)为三层同心圆结构；所述芯体(1)的中心层(3)固定安装有旋流器(4)；所述旋流器(4)扇叶的宽度与所述喷头(1)内壁适配；所述旋流器(4)与所述变频微机控制器电性连接；所述芯体(2)的边缘层(5)开设有富氧孔道(6)；所述芯体(2)的次边缘层(7)开设有保护气孔道(8)；所述富氧孔道(6)和保护气孔道(8)均为等间距开设的扇形孔道。9.根据权利要求8所述的一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法，其特征在于：所述保护气孔道(8)内气体为氮气。2CN113340117A说明书1/6页一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法技术领域[0001]本发明涉及冶金与能源技术领域，特别是涉及一种基于底吹氧枪的熔炼炉熔炼方法。