100吨底吹氩钢包插入浸渍管优化数值模拟

发布时间：2020-12-12 14:47

　　随着科学技术的进步,国民经济各部门对钢的质量要求日益提高,优质钢和纯净钢的需求量不断增长,以及市场对炼钢流程高效率、低成本的要求,仅由高炉-转炉炉内、电炉炉内生产出合格钢水的工艺已基本成为历史。钢包底吹氩搅拌技术,由于其设备简单,操作灵活,很好地均匀钢水成分、温度,改善脱氧脱硫反应及有效地去除钢中的夹杂物和有害气体,提高钢液精炼效果等优点在炉外精炼中被普遍应用。但是底吹气量过大会引起钢液喷溅、卷渣以及钢液裸露造成的二次氧化等问题,限制了通过提高底吹气量来加强精炼的效果。本文采用国内某钢厂的100 t单孔底吹氩钢包为原型,应用三维连续性方程、动量N-S方程及湍流??-双方程模拟了底吹氩过程中钢包内的钢液流动状态。利用Mixture多相流模型对单孔吹氩过程进行数值模拟计算,对比分析插入浸渍管前后钢包内的流动状态和钢液表面的卷渣。分析插入浸渍管后对钢液流动和钢液表面渣层流动状态、混匀的影响,确定了插入浸渍管的临界卷渣吹气量。得出如下结论:1.无浸渍管时,钢包中部和下部都出现了较大的弱势区,气液两相区速度较大,包内流场分布不均匀,增大吹气量只是增大了钢液的流动速度,但是环流中心基本不变,循环钢... 

【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 炉外精炼技术
        1.1.1 钢液炉外精炼的方式
        1.1.2 钢包底吹的主要炉外精炼工艺
        1.1.3 钢水炉外精炼的的发展趋势
        1.1.4 尚待解决的问题
    1.2 本课题研究的内容和意义
2. 文献综述
    2.1 钢包底吹氩原理
    2.2 熔池中的气泡行为
    2.3 熔池搅拌功分析
    2.4 气液两相区的结构
    2.5 钢包底吹氩卷渣机理
        2.5.1 底吹氩卷渣现象的宏观描述
        2.5.2 底吹氩钢包内渣滴破碎机理
    2.6 钢包底吹氩去夹杂物的研究现状
3. 数值模拟原理与冶金过程
    3.1 计算流体力学简介
    3.2 数值模拟与冶金研究
    3.3 FLUENT软件简介
    3.4 控制微分方程
        3.4.1 质量守恒方程
        3.4.2 动量守恒方程
        3.4.3 能量守恒方程
    3.5 方程离散化
        3.5.1 有限体积法
    3.6 数值求解方法
        3.6.1 压力速度耦合方式
4. 钢包底吹氩气精炼的模拟研究
    4.1 求解策略
        4.1.1 模型假设
        4.1.2 几何模型
        4.1.3 求解步骤
        4.1.4 计算方法
    4.2 结果分析
        4.2.1 钢包内流场分析
        4.2.2 底吹不同直线上的XY速度散点图
        4.2.3 卷渣临界吹气量
        4.2.4 钢包内钢液速度直方图
        4.2.5 混匀时间分析
5. 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：2912762