气泡在冶金熔体中的上浮及破裂行为研究

发布时间：2020-09-15 13:30

　　 在电弧炉炼钢过程中,每吨钢产生约20公斤的粉尘。粉尘的简单堆放会造成严重的环境污染,因此,从源头上减少粉尘的产生具有重要意义,不仅能够减少处理粉尘的成本,还能减少其对环境的污染。电弧炉炼钢的脱碳反应过程产生大量CO气体,气泡在熔池表面破裂使熔体进入到烟气中是粉尘产生的主要方式。本文通过数值模拟和物理模拟相结合的方法研究了气泡在铁液中的行为,通过数学模拟研究了单个气泡和并排双气泡在铁液中的上浮行为;采用HX-7高速摄像机捕捉单个气泡在铁液表面破裂产生飞溅液滴的行为;通过物理模拟的方法研究了工艺因素对粉尘产生量的影响。研究结果表明:(1)在数值模拟中,单个气泡的半径越大,平均上升速度也越大,温度对体系的影响不大。单个气泡的吹气量越大,平均上升速度也越大,温度对体系的影响也不大。(2)模拟并排双气泡在铁液中上升时,存在一个临界融合间距,两气泡初始间距小于临界间距时,气泡会发生融合,当两气泡初始间距大于临界间距时,两气泡不会融合。(3)高速摄像机能够捕捉到几种典型的飞溅液滴:单个飞溅液滴、多个微液滴聚集、也有一些液滴在上升过程中会分裂为多个小颗粒液滴,以及液滴在上升过程中回落至铁液中。(4)底吹气量越大,底吹孔直径越大,收集板的高度越低,收集的粉尘量越多。(5)石英玻璃收集板上收集到的粉尘颗粒粒径分布不均匀,直径较大的颗粒数量较少,直径较小的颗粒数量较多。
【学位单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF741.5

【参考文献】

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本文编号：2819025