酒钢CSP流程DC04钢RH精炼过程关键技术研究

发布时间：2023-10-15 18:52

　　在超低碳钢的生产中,RH精炼是不可或缺的一环,RH精炼的效果直接关系着最终产品的质量。针对酒钢CSP流程DC04钢RH精炼过程中存在的关键技术问题,本文通过数值模拟研究了RH内钢液的流动、脱碳、脱氧过程铝块熔化以及夹杂物的聚合去除,主要内容如下：(1)RH内的流体流动对RH精炼效果有重要的影响,本文通过深入分析RH内多相流特点,建立了RH内三维非稳态多相流动的欧拉非均相数学模型,据此分析了钢包、浸渍管以及真空室的流场,研究了提升气体流量以及浸渍管内径等工艺参数对钢液循环流量影响。结果表明,增加提升气体流量,增大浸渍管内径均能收到提高循环流量的效果。关于钢液的混匀,针对传统混匀定义采用局部混匀时问表征整体混匀的不足,本文从钢液整体均匀性出发,引入标准差的概念,重新定义熔池中示踪剂浓度标准差S=1%的时间为混匀时问,据此计算了钢液的整体混匀时间。在模拟计算中,根据本文所提混匀概念计算熔池混匀时间能够更好地反映熔池整体混匀性；在实验中,应尽可能多的布设测量点,并监测其浓度标准差变化,应用本文所提混匀概念计算其混匀时间,代替以测量点的局部混匀时间最大值或均值来表征整体混匀时间：(2)酒钢CSP...

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 炉外精炼
    2.2 RH精炼
        2.2.1 RH精炼技术的发展
        2.2.2 RH精炼过程流动混合研究
        2.2.3 RH精炼过程脱碳研究
        2.2.4 RH精炼过程夹杂物研究
    2.3 研究目的和研究内容
3 RH内流动计算
    3.1 物理模型
    3.2 数学模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 定解条件
    3.3 RH内钢液流动
    3.4 流动数学模型验证
    3.5 工艺参数对循环流量的影响
        3.5.1 提升气体流量对循环流量的影响
        3.5.2 浸渍管内径对循环流量的影响
        3.5.3 浸渍管插入深度对循环流量的影响
        3.5.4 真空度对循环流量的影响
    3.6 工艺参数对钢液混匀的影响
        3.6.1 混匀的传统定义和新定义
        3.6.2 提升气体流量对钢液混匀的影响
        3.6.3 浸渍管内径对钢液混匀的影响
    3.7 炉渣内部流动及传质
    3.8 小结
4 RH内脱碳计算
    4.1 RH内脱碳反应原理
    4.2 数学模型
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 定解条件
    4.3 RH脱碳模型验证
        4.3.1 废气分析
        4.3.2 结果对比
    4.4 钢液中碳的分布
    4.5 真空室底面积对脱碳的影响
    4.6 循环流量对脱碳的影响
    4.7 真空压降模式对脱碳的影响
    4.8 脱碳后氧浓度对脱碳的影响
    4.9 小结
5 脱氧过程Al块熔化计算
    5.1 数学模型
        5.1.1 Al块运动方程
        5.1.2 传热方程
        5.1.3 定解条件
    5.2 求解方法
    5.3 模型验证
    5.4 Al块熔化路线
    5.5 钢液流动对Al块熔化的影响
    5.6 Al块原始半径对Al块熔化的影响
    5.7 Al块初始温度对Al块熔化的影响
    5.8 小结
6 RH内夹杂物聚合、长大及去除计算
    6.1 颗粒聚合长大控制方程
    6.2 PBE的数值解法
        6.2.1 精确解(Exact Solution)
        6.2.2 颗粒分组法(PSG法)
        6.2.3 区间平均法(CA法)
    6.3 RH内夹杂物聚合、长大及去除数学模型
    6.4 CA法准确性验证
    6.5 计算域划分对结果的影响
    6.6 钢液中夹杂物的聚合去除
        6.6.1 三种碰撞机理比较
        6.6.2 钢液中夹杂物的分布
    6.7 脱碳后氧浓度对夹杂物聚合的影响
    6.8 钢液流动对夹杂物去除的影响
    6.9 小结
7 结论和展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3854473