杆体结构影响钢液中夹杂物吸附行为的基础研究

发布时间：2022-11-07 17:27

　　钢水洁净度对于钢质量的提高有着重要意义。插杆式塞棒作为夹杂物去除的一种新方法为提高钢水洁净度开辟了新思路。为研究杆体结构对钢液中夹杂物吸附行为的影响,构建钢液-凝聚态夹杂物-吸附杆的物理吸附模型,并利用高温热态实验模拟钢液中夹杂物与杆体耐火材料之间的化学吸附,基于多元回归建立了吸附杆吸附能力评估模型。理论研究表明夹杂物在钢液湍流漩涡中的跃迁轨迹呈螺旋锥形,基于模糊聚类法夹杂物尺寸分组模型可知,斯托克斯碰撞聚合能力的优势区域分别由1~1.25μm和10~25μm、1~1.85μm和25~30μm、1~5μm和30~50μm、1~16.5μm和50~100μm球形夹杂物组成的凝聚体之间;湍流碰撞聚合能力的优势区域分别由1~100μm和1~10μm球形夹杂物组成的凝聚体之间;二者共同作用区域分别由50.8~100μm和＜1μm球形夹杂物组成的凝聚体之间。凝聚态夹杂物以)/（）(maxS（10）-（10）rar S的碰撞概率与水口处耐火材料发生碰撞,且0.02s周期内＜50μm的夹杂物最大移动位移为36μm,其碰撞粘附力数量级为10-4。热态实验结果表明吸附杆凹槽方向垂直于旋转方向时,钢液中各... 

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 冶金反应器结构及漩涡运动
        1.1.1 冶金反应器结构对流场的影响
        1.1.2 钢液中的漩涡运动
    1.2 钢液中夹杂物基本概述
        1.2.1 钢液中的夹杂物
        1.2.2 钢液中夹杂物去除的机理
        1.2.3 钢液中夹杂物去除的方法
    1.3 水口处夹杂物的物理碰撞
        1.3.1 夹杂物物理碰撞机理及类型
        1.3.2 水口处夹杂物的物理碰撞
    1.4 水口处夹杂物的化学吸附
        1.4.1 水口处夹杂物化学吸附机理
        1.4.2 水口处夹杂物与耐材之间的相互作用
    1.5 课题的提出及研究内容
        1.5.1 课题提出背景
        1.5.2 研究内容
第2章 钢液中夹杂物物理吸附行为的理论研究
    2.1 钢液湍流漩涡中夹杂物轨道跃迁行为研究
        2.1.1 湍流漩涡中夹杂物受力分析
        2.1.2 夹杂物轨道跃迁行为
        2.1.3 漩涡中夹杂物运动的水模拟实验
    2.2 钢液中凝聚态夹杂物物理碰撞过程研究
        2.2.1 基于模糊聚类凝聚态夹杂物物理碰撞模型
        2.2.2 三种碰撞方式的结果分析
        2.2.3 凝聚态夹杂物间碰撞聚合能力的相对强度比较
        2.2.4 水模拟实验验证
    2.3 钢液中凝聚态夹杂物壁面物理碰撞长大速率研究
        2.3.1 钢液中凝聚态夹杂物壁面碰撞模型
        2.3.2 夹杂物在壁面的三种碰撞
        2.3.3 基于碰撞概率的壁面碰撞模型
        2.3.4 夹杂物壁面碰撞的水模拟实验
    2.4 钢液-凝聚态夹杂物-吸附杆物理吸附行为研究
        2.4.1 钢液-凝聚态夹杂物-吸附杆物理吸附模型
        2.4.2 模型结果分析
    2.5 本章小结
第3章 钢液中吸附杆吸附夹杂物的实验研究
    3.1 实验目的
    3.2 实验装置及工艺流程
        3.2.1 热态实验装置
        3.2.2 实验工艺流程
    3.3 实验内容和方案
        3.3.1 实验内容
        3.3.2 实验方案
    3.4 实验结果
        3.4.1 吸附杆形貌
        3.4.2 吸附杆凹槽深度和方向对吸附层的影响
        3.4.3 吸附杆凹槽个数对吸附层的影响
        3.4.4 多因素作用下吸附杆的变化
第4章 吸附杆结构影响夹杂物吸附行为研究
    4.1 单因素影响下吸附杆吸附能力研究
        4.1.1 凹槽深度对吸附层的影响
        4.1.2 凹槽方向对吸附层的影响
        4.1.3 凹槽个数对吸附层的影响
    4.2 多因素影响下吸附杆吸附能力研究
        4.2.1 钢液中夹杂物数量变化
        4.2.2 钢液中夹杂物分布规律
        4.2.3 多因素影响下吸附杆吸附能力分析
    4.3 基于多元回归吸附杆吸附能力评估模型
        4.3.1 吸附杆吸附能力的评估
        4.3.2 吸附能力评估模型的构造及求解
        4.3.3 吸附杆吸附能力的评估及讨论
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]铝镇静钢SPHC浸入式水口结瘤成因和控制工艺[J]. 张大江,王翠娜,向华,万国喜,郑飞.  特殊钢. 2015(03)
[2]Al2O3夹杂物碰撞凝聚长大数值模拟新方法[J]. 郭洛方,王时松,张小伟,李宏,王耀.  物理测试. 2015(02)
[3]超低氧齿轮钢28MnCr5中镁铝尖晶石夹杂物的控制[J]. 董文亮,倪红卫,张华,吕泽安,吴扬.  钢铁研究学报. 2015(03)
[4]钢液中Al2O3夹杂物碰撞生长的动力学模型[J]. 岳强,陈怀昊,孔辉,王建军.  过程工程学报. 2014(01)
[5]基于凹槽管道内流体速度矢量图的减阻特性分析[J]. 段乐乐,宋思宇,王松波,郑卫刚.  网友世界. 2014(03)
[6]钢中非金属夹杂物的相关基础研究（Ⅱ）——夹杂物检测方法及脱氧热力学基础[J]. 张立峰,李燕龙,任英.  钢铁. 2013(12)
[7]铝镇静钢钙处理后碰撞行为对Al2O3夹杂物变性的作用[J]. 郭靖,程树森,程子建,张英伟.  钢铁. 2013(09)
[8]凹槽表面的流动与传热特性[J]. 高小明,李惟毅,汪健生.  化工学报. 2013(06)
[9]钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系[J]. 郭洛方,李宏,王耀.  钢铁研究学报. 2012(10)
[10]钢中夹杂物形貌特征的定量描述方法及其与上浮速度的关系[J]. 郭洛方,李宏,王耀.  冶金分析. 2012(09)

博士论文
[1]钢包内衬用MgO基和Al2O3基耐火材料对钢质量的影响研究[D]. 陶绍平.郑州大学 2007
[2]冶金熔体中夹杂物一般动力学的理论研究及其应用[D]. 张邦文.上海大学 2003

硕士论文
[1]连铸中间包内钢中夹杂物运动行为模拟研究[D]. 杨小容.武汉科技大学 2004



本文编号：3704097