高马赫数氧枪喷头设计与结构优化

发布时间：2021-07-14 06:14

　　转炉自动炼钢的关键技术为氧枪控制,而原有氧枪设备的结构特征与参数设置已经很难适应于自动炼钢系统,造成吹炼过程极其不稳定。基于此,重点研究了高马赫数氧枪喷头设备,在理论分析与钢厂实际要求的基础上,提出并优化设计了关键参数,采用数值模拟与冷态水模拟相互印证的手段,获取了在不同工况参数下高马赫数氧枪喷头的射流特性与钢液速度流场分布之间的依赖关系。在之后的自动炼钢工业实践中,结合变枪变压工艺,充分应用了高马赫数氧枪喷头的压力适用范围,转炉吹炼过程更加稳定。文章主要研究内容有:1)基于北方某钢厂自动炼钢的实际条件要求与氧枪喷头的设计原则,对高马赫数氧枪喷头的喉口直径、扩张段长度、喉孔倾角等主要参数进行设计计算,设计研究出高马赫数氧枪喷头,设计工况氧压为1.1MPa,出口马赫数可以达到2.15。2)根据钢厂实际数据,选取了几个供氧压力与供氧枪位,采用数值模拟软件Fluent对高马赫数氧枪喷头在不同供氧压力与不同供氧枪位下的射流特性和冲击熔池的流场效果进行了模拟。之后基于模型与原型几何相似以及修正的Froude准数（Fr）相等原则,进行了冷态水模拟实验,对数值模拟结果进行了相互验证。研究结果表明:当... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

氧枪喷头射流示意图

图 2 计算中使用的模型和网格示意图Fig.2 Models and grids used in calculations表 5 热物性参数Table5 Thermophysical parameters

（a）低马赫数氧枪 （b）高马赫数氧枪图 3 不同氧枪的轴向射流速度分布图Fig.3 Distribution of axial jet velocity for different lances为了更进一步对比两种氧枪的射流特性，模拟分析了在距离喷孔出口 1500m

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]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



本文编号：3283586