吹氩水口壁面氩气膜形成和稳定行为的研究

发布时间：2020-11-13 02:10

　　在连铸生产中,中间包上水口吹氩技术常被使用以防止水口堵塞。本文通过理论分析和水模型的实验研究方法,研究了工艺参数对氩气泡生成、脱离上水口内壁气泡临界直径、上水口内壁氩气泡膜形成和迁移行为的影响、下水口内气泡尺寸及气泡运动行为的影响规律。理论分析结果表明,当透气砖内透气孔极小、透气孔分布均匀时,吹氩上水口内壁气膜表现形式为连续气膜;当透气砖内透气孔直径相对较大、气孔数相对较少时,氩气膜的表现形式为气泡链式气膜。随吹氩量和水口壁面切线方向与垂直方向的夹角增大、透气孔直径和有效透气孔数量的减小时,脱离水口内壁的氩气泡临界直径减小,在上水口下部脱离水口内壁气泡的临界直径大。水模型试验结果表明,随着吹气量的增加,水口内壁气泡链数量逐渐增多;在上水口下部,由于气泡链的叠加,出现气幕。随着水流量的增加,气泡链重叠部分越多,连续气幕范围越大。随着上水口的位置下移,气泡向下的迁移速度呈减小趋势;而气泡速度随拉坯速度的增大而增大。吹气量一定时,随水流量增加,气泡链离壁面的平均距离逐渐减少;水流量一定时,随着吹气量增加,气泡链离壁面平均距离逐渐增大。本研究明确了吹氩上水口中氩气泡的形成行为、迁移行为、分布状态,可为提出水口壁面稳定、连续氩气膜的调控机制,优化水口吹氩及上水口透气性参数,防止中间包水口堵塞提供理论基础。
【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】：TF777
【部分图文】：

状态图,水口,氩气,状态

利于防止水口堵塞，所提出的水口内气膜形成条件及不同参数对其影响规律对理解水口内壁/钢液界面气膜形成有重要意义。图2.3 吹入水口内氩气泡的四种状态但是，BaiH 的实验条件与实际水口吹氩条件存在差异性：所建立的水模型中，气体是以单一微孔的形式吹入的，而中间包上水口吹氩中气体是通过透砖的弥散气孔进入水口内，其氩气膜形成及沿水口内壁向下迁移条件与实际情况差异性较大。可见，BaiH 的研究中没有涉及到气膜形成过程中钢水静压力、上水口透气性参数及流体的拖曳行为对气膜形成和迁移的影响，在保证结晶器钢渣界面稳定和连铸坯质量的前提下，如何在水口内壁与钢液间形成稳定、连续的氩气膜及影响机制尚未提及。连铸工艺中的中间包气幕挡墙技术[37-40]、精炼工艺中的钢包吹氩技术[41]也涉及到钢液吹氩问题

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