Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 3/2023

15.03.2023 | Original Research Article

Variation in Multiphase Flow Characteristics by Single-Flow Post-combustion Oxygen Lance Blowing in BOF Steelmaking

verfasst von: Chao Liu, Shu-Guo Zheng, Miao-Yong Zhu

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 3/2023

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In converter steelmaking, the impact of a high-speed gas jet on the melt pool is a complex process in which the shape of the impacted cavity has an important influence on the smelting. Therefore, this paper establishes a full-size model of the traditional oxygen lance (TL) and post-combustion oxygen lance (PCL) in a 250 t converter to analyze the fluctuation of the slag–metal interface, the shape of the impact crater, and the change of the fluid flow in the melt pool. The study shows that the melt pool surface maintains a stable vibration state over time. The impact diameter and impact depth of the PCL are 16 and 20 pct greater than those of the TL. A model for predicting the depth of the PCL impact crater is also proposed, and the numerical simulation results agree well with the model results. The industrial tests have shown that, compared to the TL, the PCL increases the converter temperature by 27.3 °C, which increases the oxygen supply intensity with maintaining the regular blowing and shortens the oxygen supply time by 78 seconds.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat A. Nordquist, N. Kumbhat, L. Jonsson, and P. Jonson: Steel Res. Int., 2010, vol. 77, pp. 82–90.CrossRef A. Nordquist, N. Kumbhat, L. Jonsson, and P. Jonson: Steel Res. Int., 2010, vol. 77, pp. 82–90.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat M. Lv, R. Zhu, Y.G. Guo, and Y.W. Wang: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44B, pp. 1560–71.CrossRef M. Lv, R. Zhu, Y.G. Guo, and Y.W. Wang: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44B, pp. 1560–71.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat J.K. Sun, J.S. Zhang, W.H. Lin, L.L. Cao, X.M. Feng, and Q. Liu: Steel Res. Int., 2021, vol. 92, p. 2100179.CrossRef J.K. Sun, J.S. Zhang, W.H. Lin, L.L. Cao, X.M. Feng, and Q. Liu: Steel Res. Int., 2021, vol. 92, p. 2100179.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Q. Li, M.M. Li, S.B. Kuang, and Z.S. Zou: Metall. Mater. Trans. B, 2015, vol. 46B, pp. 1494–1509.CrossRef Q. Li, M.M. Li, S.B. Kuang, and Z.S. Zou: Metall. Mater. Trans. B, 2015, vol. 46B, pp. 1494–1509.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat M. Ersson, L. Hoglund, A. Tilliander, L. Jonsson, and P. Jonsson: ISIJ Int., 2008, vol. 48, pp. 147–53.CrossRef M. Ersson, L. Hoglund, A. Tilliander, L. Jonsson, and P. Jonsson: ISIJ Int., 2008, vol. 48, pp. 147–53.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat H.Y. Hwang and G.A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42B, pp. 575–91.CrossRef H.Y. Hwang and G.A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42B, pp. 575–91.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J. Solórzano-López, R. Zenit, and M.A. Ramirez-Argaez: Appl. Math. Model., 2011, vol. 35, pp. 4991–5005.CrossRef J. Solórzano-López, R. Zenit, and M.A. Ramirez-Argaez: Appl. Math. Model., 2011, vol. 35, pp. 4991–5005.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat X.B. Zhou, M. Ersson, L.C. Zhong, J.K. Yu, and P. Jonsson: Steel Res. Int., 2014, vol. 85, pp. 273–81.CrossRef X.B. Zhou, M. Ersson, L.C. Zhong, J.K. Yu, and P. Jonsson: Steel Res. Int., 2014, vol. 85, pp. 273–81.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat H. Wang, R. Zhu, Y. L. Gu, C.J. Wang: Can. Metall. Q., vol. 2014, 53, pp. 367–80. H. Wang, R. Zhu, Y. L. Gu, C.J. Wang: Can. Metall. Q., vol. 2014, 53, pp. 367–80.
11.
Zurück zum Zitat L.L. Cao, Q. Liu, Z. Wang, and N. Li: Ironmak. Steelmak., 2018, vol. 45, pp. 239–48.CrossRef L.L. Cao, Q. Liu, Z. Wang, and N. Li: Ironmak. Steelmak., 2018, vol. 45, pp. 239–48.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S. Sato, M. Ando, J. Okada, U. Yoshiaki, and I. Manabu: ISIJ Int., 2020, vol. 60, pp. 1675–83.CrossRef S. Sato, M. Ando, J. Okada, U. Yoshiaki, and I. Manabu: ISIJ Int., 2020, vol. 60, pp. 1675–83.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G.Q. Liu, K. Liu, and P. Han: Ironmak. Steelmak., 2021, vol. 48, pp. 25–32.CrossRef G.Q. Liu, K. Liu, and P. Han: Ironmak. Steelmak., 2021, vol. 48, pp. 25–32.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat M. Lv, H. Li, T.C. Lin, K. Xie, and K. Xue: Steel Res. Int., 2021, vol. 92, p. 2100103.CrossRef M. Lv, H. Li, T.C. Lin, K. Xie, and K. Xue: Steel Res. Int., 2021, vol. 92, p. 2100103.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Lv, H. Li, X.D. Xing, T.C. Lin, S.Y. Hu, and K. Xie: Steel Res. Int., 2022, vol. 93, p. 2100409.CrossRef M. Lv, H. Li, X.D. Xing, T.C. Lin, S.Y. Hu, and K. Xie: Steel Res. Int., 2022, vol. 93, p. 2100409.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat M.M. Li, L. Shao, Q. Li, and Z.S. Zou: Metall. Mater. Trans. B, 2021, vol. 52, pp. 2026–37.CrossRef M.M. Li, L. Shao, Q. Li, and Z.S. Zou: Metall. Mater. Trans. B, 2021, vol. 52, pp. 2026–37.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat F. Liu, D. Sun, R. Zhu, F. Zhao, and J. Ke: Ironmak. Steelmak., 2017, vol. 44, pp. 640–48.CrossRef F. Liu, D. Sun, R. Zhu, F. Zhao, and J. Ke: Ironmak. Steelmak., 2017, vol. 44, pp. 640–48.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat L.Z. Yang, Z.S. Yang, G.S. Wei, Y.F. Guo, F. Chen, and F.Q. Zheng: ISIJ Int., 2019, vol. 59, pp. 2272–82.CrossRef L.Z. Yang, Z.S. Yang, G.S. Wei, Y.F. Guo, F. Chen, and F.Q. Zheng: ISIJ Int., 2019, vol. 59, pp. 2272–82.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat C. Feng, R. Zhu, K. Dong, G.S. Wei, W.H. Wu, B.C. Han, J.F. Dong, and J.J. Jiang: Powder Technol., 2021, vol. 388, pp. 537–53.CrossRef C. Feng, R. Zhu, K. Dong, G.S. Wei, W.H. Wu, B.C. Han, J.F. Dong, and J.J. Jiang: Powder Technol., 2021, vol. 388, pp. 537–53.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Z.F. Yuan, Y. Xiao, Z.X. Lu, J.N. Huang, Y.F. Pan, and E.X. Ma: J. Iron Steel Res. Int., 2007, vol. 14, pp. 1–5. Z.F. Yuan, Y. Xiao, Z.X. Lu, J.N. Huang, Y.F. Pan, and E.X. Ma: J. Iron Steel Res. Int., 2007, vol. 14, pp. 1–5.
21.
Zurück zum Zitat G.Q. Liu, K. Liu, P. Han, and Y.S. Chen: AIP Adv., 2019, vol. 9, p. 075202.CrossRef G.Q. Liu, K. Liu, P. Han, and Y.S. Chen: AIP Adv., 2019, vol. 9, p. 075202.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat G.Q. Liu, K. Liu, and P. Han: Ironmak. Steelmak., 2021, vol. 48, pp. 437–46.CrossRef G.Q. Liu, K. Liu, and P. Han: Ironmak. Steelmak., 2021, vol. 48, pp. 437–46.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat H.B. Jia, P. Han, K. Liu, Y.X. Li, K.J. Ba, and L.H. Feng: AIP Adv., 2021, vol. 11, p. 085330.CrossRef H.B. Jia, P. Han, K. Liu, Y.X. Li, K.J. Ba, and L.H. Feng: AIP Adv., 2021, vol. 11, p. 085330.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat C. Feng, T. Xia, G.S. Wei, J.F. Dong, R. Zhu, and K. Dong: Ironmak. Steelmak., 2022, vol. 49, pp. 109–21.CrossRef C. Feng, T. Xia, G.S. Wei, J.F. Dong, R. Zhu, and K. Dong: Ironmak. Steelmak., 2022, vol. 49, pp. 109–21.CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat L.H. Feng, K. Liu, H.K. Liang, and G.L. Liu: Metalurgija, 2018, vol. 57, pp. 149–52. L.H. Feng, K. Liu, H.K. Liang, and G.L. Liu: Metalurgija, 2018, vol. 57, pp. 149–52.
27.
Zurück zum Zitat L.H. Feng, X.B. Kang, H.K. Liang, G.L. Liu, and C. Sun: Metalurgija, 2018, vol. 57, pp. 223–25. L.H. Feng, X.B. Kang, H.K. Liang, G.L. Liu, and C. Sun: Metalurgija, 2018, vol. 57, pp. 223–25.
28.
Zurück zum Zitat F.H. Liu, D.B. Sun, R. Zhu, and S.Y. Hu: Can. Metall. Q., 2019, vol. 58, pp. 96–105.CrossRef F.H. Liu, D.B. Sun, R. Zhu, and S.Y. Hu: Can. Metall. Q., 2019, vol. 58, pp. 96–105.CrossRef
29.
Zurück zum Zitat F. Zhao, R. Zhu, and W.R. Wang: Int. J. Miner. Metall. Mater., 2020, vol. 27, pp. 173–80.CrossRef F. Zhao, R. Zhu, and W.R. Wang: Int. J. Miner. Metall. Mater., 2020, vol. 27, pp. 173–80.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat E.X. Ma, Z.P. Cai, R.J. Zhao, and Y.Z. Zhang: J. Iron Steel Res. Int., 1989, vol. 1, pp. 1–7. E.X. Ma, Z.P. Cai, R.J. Zhao, and Y.Z. Zhang: J. Iron Steel Res. Int., 1989, vol. 1, pp. 1–7.
31.
Zurück zum Zitat K. Ling, C.G. Li, Q.Z. Cui, and Z.J. Sun: Iron and steel, 1987, vol. 22, pp. 16–20. K. Ling, C.G. Li, Q.Z. Cui, and Z.J. Sun: Iron and steel, 1987, vol. 22, pp. 16–20.
32.
Zurück zum Zitat P.Y. Dong, S.G. Zhang, and M.Y. Zhu: Steel Res. Int., 2021, vol. 92, p. 2100203.CrossRef P.Y. Dong, S.G. Zhang, and M.Y. Zhu: Steel Res. Int., 2021, vol. 92, p. 2100203.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat C. Liu, S.G. Zheng, and M.Y. Zhu: Steel Res. Int., 2022, vol. 93, p. 2100677.CrossRef C. Liu, S.G. Zheng, and M.Y. Zhu: Steel Res. Int., 2022, vol. 93, p. 2100677.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat F. L. Wu, F. S. Cai: Metallurgical Industry Press, Beijing 1982. F. L. Wu, F. S. Cai: Metallurgical Industry Press, Beijing 1982.
35.
Zurück zum Zitat M. Y. Zhu: Metallurgical Industry Press, Beijing 2011. M. Y. Zhu: Metallurgical Industry Press, Beijing 2011.
36.
Metadaten
Titel
Variation in Multiphase Flow Characteristics by Single-Flow Post-combustion Oxygen Lance Blowing in BOF Steelmaking
verfasst von
Chao Liu
Shu-Guo Zheng
Miao-Yong Zhu
Publikationsdatum
15.03.2023
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 3/2023
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-023-02757-w

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2023

Metallurgical and Materials Transactions B 3/2023 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.