插入浸渍圆筒钢包底吹氩水模拟研究
发布时间：2021-04-23 06:10
随着国民经济各部门对纯净钢和优质钢的需求量日益增加，炉外精炼技术受到重视。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提高精炼效果。本文采用国内某钢厂的150t钢包为原型，利用相似原理建立实际钢包底吹的物理模拟系统。通过进行插入浸渍圆筒钢包底吹氩的水力学模型实验，研究了钢包内插入的浸渍圆筒对钢包内流体流动特性、钢液卷渣行为、底吹临界卷渣气量和钢液的均混行为的影响。探讨通过钢包中插入浸渍圆筒抑制钢液卷渣以提高底吹临界卷渣气量来加强搅拌效率、缩短钢包精练时间的可行性。得出如下结论：（1）插入浸渍圆筒后钢包内流场发生变化，气液两相流向钢液面上升过程中，一部分流体进入圆筒，在圆筒内形成对称小循环流股，熔池内浸渍圆筒下方形成较大的循环流，以及筒外靠近包壁处形成一股向上运动的流股。随着浸渍圆筒直径和插入深度的增加，筒内的循环流加强，筒外的流股流动减弱。（2）增加钢包底吹氩气量，增大...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
1.1 钢水炉外精炼技术
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方向
1.1.4 钢包底吹氩的作用和研究意义
1.2 课题背景与本文研究内容
2. 文献综述
2.1 钢包吹氩原理
2.2 国内外对钢包底吹氩研究进展
2.3 钢包底吹氩对熔池的循环搅拌机理
2.3.1 底吹氩钢包内循环流场的结构
2.3.2 底吹氩气对钢液的搅拌功
2.4 钢包底吹氩卷渣机理
2.4.1 底吹氩气卷渣现象的宏观描述
2.4.2 底吹氩钢包内渣滴破碎机理
3. 插入浸渍圆筒钢包底吹的水模拟实验
3.1 实验原理
3.1.1 几何相似
3.1.2 动力学相似
3.2 实验参数的确定
3.2.1 水模型的相关参数
3.2.2 模拟介质的选取
3.2.3 模拟顶渣厚度的确定
3.3 实验方案
3.4 实验装置与实验方法
4. 实验结果与讨论
4.1 插入浸渍圆筒钢包内流场的分析
4.1.1 浸渍圆筒直径对钢包内流场的影响
4.1.2 浸渍圆筒插入深度对钢包内流场的影响
4.2 钢包底吹卷渣现象的研究
4.2.1 底吹气量对卷渣的影响
4.2.3 浸渍圆筒直径对钢包底吹卷渣的影响
4.2.4 浸渍圆筒插入深度对卷渣的影响
4.2.5 浸渍圆筒对临界卷渣气量的影响
4.3 插入浸渍圆筒底吹钢包内混合行为的研究
4.3.1 底吹气量对均混时间的影响
4.3.2 圆筒直径对均混时间的影响
4.3.3 圆筒插入深度对均混时间的影响
4.3.4 浸渍圆筒对底吹临界卷渣气量及该气量下均混时间的影响
4.3.5 搅拌功率密度与均混时间的关系
5. 结论
参考文献
附录 A 实验数据
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]CAS精炼工艺过程的物理模拟优化[J]. 舒志浩,陈远清,颜慧成,仇圣桃. 钢铁钒钛. 2011(04)
[2]底吹氩气和旋转磁场复合作用对两相流动行为影响[J]. 王芳,李宝宽. 东北大学学报(自然科学版). 2011(09)
[3]130t和160t钢包炉（LF）底吹氩的水模拟研究[J]. 韦江林,唐萍,文光华,祝明妹,高建军,刘海澜. 特殊钢. 2010(06)
[4]反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物技术研究[J]. 唐复平,李镇,王晓峰,刘万山,陈本文. 钢铁. 2010(08)
[5]100t钢包底吹氩工艺优化研究[J]. 阳方,沈巧珍,彭琦,仇东丽,梁新亮,尹振芝. 过程工程学报. 2010(S1)
[6]底吹氩钢包内三维流场的数值模拟[J]. 马骏,沈巧珍,阳方,李光强. 武汉科技大学学报. 2010(02)
[7]100t钢包内混匀时间的水模拟研究[J]. 林晓川,李京社,蒋静,杨树峰,温德松. 冶金丛刊. 2010(02)
[8]精炼时利用小气泡搅拌去除钢液中的氢和夹杂物[J]. 赵晶晶,程树森. 特殊钢. 2010(02)
[9]合理选择二次精炼技术,推进高效率低成本“洁净钢平台”建设[J]. 殷瑞钰. 炼钢. 2010(01)
[10]钢包底吹氩卷渣临界条件的水模型研究[J]. 艾新港,包燕平,吴华杰,马鑫. 特殊钢. 2009(02)
本文编号：3154789
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
1.1 钢水炉外精炼技术
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方向
1.1.4 钢包底吹氩的作用和研究意义
1.2 课题背景与本文研究内容
2. 文献综述
2.1 钢包吹氩原理
2.2 国内外对钢包底吹氩研究进展
2.3 钢包底吹氩对熔池的循环搅拌机理
2.3.1 底吹氩钢包内循环流场的结构
2.3.2 底吹氩气对钢液的搅拌功
2.4 钢包底吹氩卷渣机理
2.4.1 底吹氩气卷渣现象的宏观描述
2.4.2 底吹氩钢包内渣滴破碎机理
3. 插入浸渍圆筒钢包底吹的水模拟实验
3.1 实验原理
3.1.1 几何相似
3.1.2 动力学相似
3.2 实验参数的确定
3.2.1 水模型的相关参数
3.2.2 模拟介质的选取
3.2.3 模拟顶渣厚度的确定
3.3 实验方案
3.4 实验装置与实验方法
4. 实验结果与讨论
4.1 插入浸渍圆筒钢包内流场的分析
4.1.1 浸渍圆筒直径对钢包内流场的影响
4.1.2 浸渍圆筒插入深度对钢包内流场的影响
4.2 钢包底吹卷渣现象的研究
4.2.1 底吹气量对卷渣的影响
4.2.3 浸渍圆筒直径对钢包底吹卷渣的影响
4.2.4 浸渍圆筒插入深度对卷渣的影响
4.2.5 浸渍圆筒对临界卷渣气量的影响
4.3 插入浸渍圆筒底吹钢包内混合行为的研究
4.3.1 底吹气量对均混时间的影响
4.3.2 圆筒直径对均混时间的影响
4.3.3 圆筒插入深度对均混时间的影响
4.3.4 浸渍圆筒对底吹临界卷渣气量及该气量下均混时间的影响
4.3.5 搅拌功率密度与均混时间的关系
5. 结论
参考文献
附录 A 实验数据
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]CAS精炼工艺过程的物理模拟优化[J]. 舒志浩,陈远清,颜慧成,仇圣桃. 钢铁钒钛. 2011(04)
[2]底吹氩气和旋转磁场复合作用对两相流动行为影响[J]. 王芳,李宝宽. 东北大学学报(自然科学版). 2011(09)
[3]130t和160t钢包炉（LF）底吹氩的水模拟研究[J]. 韦江林,唐萍,文光华,祝明妹,高建军,刘海澜. 特殊钢. 2010(06)
[4]反应诱发微小异相去除钢液中细小夹杂物技术研究[J]. 唐复平,李镇,王晓峰,刘万山,陈本文. 钢铁. 2010(08)
[5]100t钢包底吹氩工艺优化研究[J]. 阳方,沈巧珍,彭琦,仇东丽,梁新亮,尹振芝. 过程工程学报. 2010(S1)
[6]底吹氩钢包内三维流场的数值模拟[J]. 马骏,沈巧珍,阳方,李光强. 武汉科技大学学报. 2010(02)
[7]100t钢包内混匀时间的水模拟研究[J]. 林晓川,李京社,蒋静,杨树峰,温德松. 冶金丛刊. 2010(02)
[8]精炼时利用小气泡搅拌去除钢液中的氢和夹杂物[J]. 赵晶晶,程树森. 特殊钢. 2010(02)
[9]合理选择二次精炼技术,推进高效率低成本“洁净钢平台”建设[J]. 殷瑞钰. 炼钢. 2010(01)
[10]钢包底吹氩卷渣临界条件的水模型研究[J]. 艾新港,包燕平,吴华杰,马鑫. 特殊钢. 2009(02)
本文编号：3154789
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