钢中硫含量较高时会形成较多的硫化物夹杂，使钢的力学性能下降，而且硫元素还能降低钢材的耐腐蚀性能，因此钢铁冶炼过程中需要进行脱硫。在实际生产中，铁水预处理脱硫工艺主要以喷吹法和KR搅拌法为主。研究表明，当平均脱硫目标≥0.%时，喷吹法技术优势明显，当平均脱硫目标≤0.%时，KR法应为首选。KR法脱硫就是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水罐一定深处旋转，使铁水液面形成“V”形旋涡，加入的脱硫剂微粒在浆叶端部区域内受湍动作用而分散，沿着半径方向“吐出”，绕轴心旋转，实现与铁水的接触、混合、搅动，并上浮于铁水液面。KR搅拌法的优点是改善脱硫的动力学条件，降低脱硫剂的消耗及缩短脱硫时间。上海三钢有限责任公司炼钢厂KR法脱硫水模型试验研究发现，搅拌速度越大，达到均匀混合所需的时间越短。通过对脱硫剂颗粒在不同钢包区域的体积分数和颗粒轨迹研究，发现脱硫剂颗粒在不同钢包区域的运动需要10s左右才能达到动态稳定状态。此外，变速搅拌也能够使铁水流场和脱硫剂的夹带与分散得到明显改善。
昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心郁青春等以铁水罐实际尺寸为基础，按一定比例建立物理模型，对KR法脱硫偏心搅拌进行物理模拟。利用CFD软件，结合VOF多相流模型、标准k-?湍流模型和多重参考系法(MRF)对偏心搅拌铁水脱硫过程进行数值模拟。
研究发现，偏心搅拌时漩涡形状呈倒锥形，漩涡深度极大值位于搅拌槽中心位置。搅拌轴距侧壁较近处流体运动强烈，且沿上下两个方向运动；较远处流体运动缓慢，搅拌桨末端流体平均速度约为较远处的2倍。偏心搅拌能改变搅拌器底部流体运动状态，减少“死区”。当搅拌转速由r/min增加到r/min时，流体平均速度约增加68%，高速流体体积占比略有降低，从60.4%降至57.9%。偏心搅拌易于在工业上实现，转速增加有利于脱硫剂的扩散，但最佳转速应考虑经济性与安全性。
该研究得到国家自然科学基金()的支持。相关研究成果以“铁水脱硫偏心搅拌的模拟研究”为题发表于《钢铁钒钛》，双语版已在JTP双语数据库平台上线。
—期刊介绍—
《钢铁钒钛》创刊于年，是由攀枝花钢铁集团公司主管，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司主办的金属核心期刊。《钢铁钒钛》主要报道了普通高炉冶炼钒钛磁铁矿技术、钒钛磁铁矿高炉冶炼系列强化技术、雾化提钒、转炉提钒、半钢炼钢及连铸技术、钒微合金化技术及系列钢种开发、含钒钢轨及钢轨全长淬火热处理技术、钒渣制取五氧化二钒、钛白生产及产品深加工等一大批重大选题。《钢铁钒钛》主要栏目有试验研究、技术探讨、生产实践、企业形象、冶金设备、资料。
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