转炉熔池气—渣—金多相流行为的模拟研究
发布时间：2021-03-31 02:13
氧气转炉炼钢是当前世界上最主要的炼钢方法。转炉高效平稳冶炼与熔池多相流体的传输行为密切相关。转炉熔池的传输行为十分复杂,涉及气体、液体、固体在钢液、炉渣和气相间的流动、传质、传热、熔化和化学反应等诸多复杂现象,其中,多相流体的流动行为是熔池复杂反应的基础。因此,针对转炉熔池多相流行为开展深入研究,明晰转炉熔池多相流行为的变化规律,可为转炉反应器的优化与冶炼工艺参数的调控提供参考与指导,为转炉炼钢数字化、智能化发展提供基础数据支撑。本文以某钢厂80吨转炉为研究对象,采用物理模拟结合数值模拟方法,通过开展冶炼熔池的搅拌与混匀特性模拟、废钢行为模拟、冲击凹坑模拟、多相流相互作用模拟以及重点部位溅渣行为模拟,探究熔池混匀效果优化的工艺方案、“再现”熔池废钢行为瞬时特征、阐明凹坑与熔池传输行为关系、明晰熔池多相流行为作用机制以及获取侵蚀严重部位溅渣工艺方案,实现涉及流体流动、废钢运动与熔化、气-液两相流、气-渣-金多相流以及溅渣渣液运动复杂传输行为的模拟,揭示不同冶炼工艺生产实践条件下转炉熔池气-渣-金多相流行为规律,为复吹转炉熔池多相流行为研究提供参考。采用物理模拟方法,对转炉熔池多相流作用下...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１氣气转炉炼钢技术发展历程??１９５５年我国就开始了氧气顶吹转炉小型试验，１９６４年我国第一座３０吨??氧气顶吹转转炉在首钢建成并投入生产
为我国大力发展氧气顶吹转炉炼钢积累了宝贵经验。８０年代以后，我国氧气??转炉炼钢进入大发展时期，由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展，１９９６年我??国粗钢产量首次突破１亿［３］。图２－２为我国１９８５年至２０１７年不同炼钢工艺??钢产量占总产钢量比例变化，其中２０１７年我国转炉钢产量为７５４１４万吨，占??全国钢产量的９０．７％［４１。??１００????９０?－?眉－＿?＿？＿＿?＿?麗?■??８。：?ｆ．■？’??７０?－?／??■??６０?－????＾?－?ｍｍ＊＊?／?氧气转炉??之５０?－?＼尸、■…＿?＿肩?．．．．．眷．．．．．电?炉??ｍ?４〇?１?■?＊?一￣色＾??３０?－??２０?：??１０?－?▲▲?？■？？？？？？？＊?＃??▲??０?－?＾?Ａ?Ａ?ＡＡ?ＡＭ??誉?？寒?■?ｉ?＜?ｔ?？?ｉ?‘?ｉ?？?
国际先进水平相比尚存较大差距。??随全球新一轮工业革命来袭，中国政府已提出并部署了“中国钢铁领域被列为工信部智能制造试点，加快推进钢铁制造流程的模式的发展，对中国钢铁工业整体制造水平的提升具有重要意和自动化智能检测技术的不断发展，采用转炉全自动吹炼技术，化、智能化、生产提高到更高阶段［９，１（）］，实现智能炼钢将成为技术发展的重要方向。??炉炼钢冶炼过程特征??气转炉炼钢过程中，工业纯氧由转炉顶部氧枪吹入熔池，以氧、硅、锰、磷等元素，同时惰性气体从底部吹入以加强熔池搅过程自上一炉次出钢、倒渣的完成到本炉出钢、倒渣为止称为，如图２－３所示，其过程包括装料、吹炼、终点控制、出钢、段。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]转炉底吹元件非均衡供气搅拌的冷态水模拟[J]. 于鹏飞,刘小亮,曾加庆,林腾昌,杨利彬. 钢铁. 2018(06)
[2]底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析[J]. 曾加庆,杨利彬,王杰,刘晓亮,姚同路,戴诗凡. 钢铁. 2017(06)
[3]废钢熔化的热模试验[J]. 杨文远,蒋晓放,李林,彭小艳,王明林,史晓强. 钢铁. 2017(03)
[4]转型发展形势下的转炉炼钢科技进步[J]. 王新华,李金柱,刘凤刚. 炼钢. 2017(01)
[5]环境温度对转炉顶吹氧枪射流特性的影响[J]. 李明明,李琳,李强,邹宗树. 东北大学学报(自然科学版). 2014(10)
[6]炼钢转炉顶吹氧气射流特性的CFD数值分析[J]. 李强,李明明,李琳,邹宗树. 东北大学学报(自然科学版). 2013(06)
[7]转炉熔池中废钢的运动[J]. 杨文远,张先贵,王明林,高卫涛,崔怀周,白宇. 钢铁. 2013(03)
[8]转炉冶炼低碳钢炉衬侵蚀及溅渣冷态模拟和应用[J]. 蔡伟,杨利彬,王东,于文涛,郑丛杰,佟溥翘. 炼钢. 2012(04)
[9]首钢京唐炼钢厂新一代工艺流程与应用实践[J]. 张福明,崔幸超,张德国,罗伯钢,魏钢,韩丽敏. 炼钢. 2012(02)
[10]转炉炼钢利用废钢的研究综述[J]. 杨文远,张先贵,杨勇,刘路长,高卫涛. 中国冶金. 2012(02)
博士论文
[1]转炉冶炼中高碳钢过程及终点控制研究[D]. 汪宙.北京科技大学 2016
[2]转炉超音速射流行为及其与熔池作用的基础研究[D]. 李明明.东北大学 2015
[3]顶底复吹转炉内气液两相流行为的模拟研究[D]. 李勇.东北大学 2013
硕士论文
[1]210t顶底复吹转炉水模型实验研究[D]. 陈敏.武汉科技大学 2011
[2]复吹转炉炼钢的流场数值模拟[D]. 朱丽伟.武汉科技大学 2011
本文编号：3110578
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１氣气转炉炼钢技术发展历程??１９５５年我国就开始了氧气顶吹转炉小型试验，１９６４年我国第一座３０吨??氧气顶吹转转炉在首钢建成并投入生产
为我国大力发展氧气顶吹转炉炼钢积累了宝贵经验。８０年代以后，我国氧气??转炉炼钢进入大发展时期，由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展，１９９６年我??国粗钢产量首次突破１亿［３］。图２－２为我国１９８５年至２０１７年不同炼钢工艺??钢产量占总产钢量比例变化，其中２０１７年我国转炉钢产量为７５４１４万吨，占??全国钢产量的９０．７％［４１。??１００????９０?－?眉－＿?＿？＿＿?＿?麗?■??８。：?ｆ．■？’??７０?－?／??■??６０?－????＾?－?ｍｍ＊＊?／?氧气转炉??之５０?－?＼尸、■…＿?＿肩?．．．．．眷．．．．．电?炉??ｍ?４〇?１?■?＊?一￣色＾??３０?－??２０?：??１０?－?▲▲?？■？？？？？？？＊?＃??▲??０?－?＾?Ａ?Ａ?ＡＡ?ＡＭ??誉?？寒?■?ｉ?＜?ｔ?？?ｉ?‘?ｉ?？?
国际先进水平相比尚存较大差距。??随全球新一轮工业革命来袭，中国政府已提出并部署了“中国钢铁领域被列为工信部智能制造试点，加快推进钢铁制造流程的模式的发展，对中国钢铁工业整体制造水平的提升具有重要意和自动化智能检测技术的不断发展，采用转炉全自动吹炼技术，化、智能化、生产提高到更高阶段［９，１（）］，实现智能炼钢将成为技术发展的重要方向。??炉炼钢冶炼过程特征??气转炉炼钢过程中，工业纯氧由转炉顶部氧枪吹入熔池，以氧、硅、锰、磷等元素，同时惰性气体从底部吹入以加强熔池搅过程自上一炉次出钢、倒渣的完成到本炉出钢、倒渣为止称为，如图２－３所示，其过程包括装料、吹炼、终点控制、出钢、段。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]转炉底吹元件非均衡供气搅拌的冷态水模拟[J]. 于鹏飞,刘小亮,曾加庆,林腾昌,杨利彬. 钢铁. 2018(06)
[2]底吹搅拌对复吹转炉脱磷工艺的作用分析[J]. 曾加庆,杨利彬,王杰,刘晓亮,姚同路,戴诗凡. 钢铁. 2017(06)
[3]废钢熔化的热模试验[J]. 杨文远,蒋晓放,李林,彭小艳,王明林,史晓强. 钢铁. 2017(03)
[4]转型发展形势下的转炉炼钢科技进步[J]. 王新华,李金柱,刘凤刚. 炼钢. 2017(01)
[5]环境温度对转炉顶吹氧枪射流特性的影响[J]. 李明明,李琳,李强,邹宗树. 东北大学学报(自然科学版). 2014(10)
[6]炼钢转炉顶吹氧气射流特性的CFD数值分析[J]. 李强,李明明,李琳,邹宗树. 东北大学学报(自然科学版). 2013(06)
[7]转炉熔池中废钢的运动[J]. 杨文远,张先贵,王明林,高卫涛,崔怀周,白宇. 钢铁. 2013(03)
[8]转炉冶炼低碳钢炉衬侵蚀及溅渣冷态模拟和应用[J]. 蔡伟,杨利彬,王东,于文涛,郑丛杰,佟溥翘. 炼钢. 2012(04)
[9]首钢京唐炼钢厂新一代工艺流程与应用实践[J]. 张福明,崔幸超,张德国,罗伯钢,魏钢,韩丽敏. 炼钢. 2012(02)
[10]转炉炼钢利用废钢的研究综述[J]. 杨文远,张先贵,杨勇,刘路长,高卫涛. 中国冶金. 2012(02)
博士论文
[1]转炉冶炼中高碳钢过程及终点控制研究[D]. 汪宙.北京科技大学 2016
[2]转炉超音速射流行为及其与熔池作用的基础研究[D]. 李明明.东北大学 2015
[3]顶底复吹转炉内气液两相流行为的模拟研究[D]. 李勇.东北大学 2013
硕士论文
[1]210t顶底复吹转炉水模型实验研究[D]. 陈敏.武汉科技大学 2011
[2]复吹转炉炼钢的流场数值模拟[D]. 朱丽伟.武汉科技大学 2011
本文编号：3110578
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