Studies of the Bath Mixing Intensity in Converter Steelmaking Processes

An experimental study is performed to investigate the bath mixing intensity induced by a pure impinging jet, a pure bottom submerged jet or a combination of both types of jet in a physical model under the conditions of pure top, pure bottom and top + bottom converter steel-making processes. The values of the first-order rate constant for the process of mass transfer are used to indicate the intensity of bath mixing. The intensity of bath mixing is found to increase with increase in top and bottom gas injection rate and decrease in top lance distance. These results are used to construct three-dimensional (3-D) diagrams for the gas jet induced bath mixing intensity. From these diagrams it is asserted that the top + bottom injection method is more flexible than the pure injection methods, both in terms of operating parameters and bath mixing intensity. Résumé Des expériences ont été effectuées pour mesurer l'intensité de mélange d'un bain, induite par un jet pur de collision ou par un jet pur submergé par le fond ou une combinaison des deux, dans un modéle physique de convertisseurs d'aciers pour des conditions d'injections purement par le haut, purement par le bas et haut + bas. Un modéle physique a été utilisé pour interpréter les résultats. Les valeurs de la constante de réaction de premier ordre du procédé du transfert de masse ont été utilisées pour indiquer l'intensité du mélange du bain. Il a été observé que celle-ci augmentait avec l'augmentation du taux d'injection de gaz par le haut et par le bas et la diminution de la distance de la lance du haul. Ces résultats ont permis de construire des diagrammes en trois dimensions décrivant l'intensité du mélange induite par le jet gazeux. Ces diagrammes permettent d'affirmer que la combination des méthodes d'injections par le haut et par le bas est plus flexible aussi bien en terme de paramétres d'opération qu'en terme d'intensité de mélange du bain.