【摘要】：本文針對鋼液中小于30μm的微小非金屬夾雜物去除率比較低問題,提出中間包透氣磚微孔吹氬方案,采用數值模擬和水模實驗方法,研究微小氣泡作用下,鋼液流動特性及夾雜物的運動規(guī)律,希望進一步提高鋼液純凈度。數值模擬與水模實驗表明,中間包采用透氣磚進行微孔吹氬時,吹氣位置并不影響中間包的流場分布,但會影響微小夾雜物的去除率。在入口壩下游進行吹氬時,中間包內5~35μm微小夾雜物的去除率最大;5~15μm夾雜物的去除率隨氣孔率增加而減小,氣孔率為10%時夾雜物的去除效率較高;當夾雜物顆粒變大時,20~35μm夾雜物的去除率隨氣孔率的增加而增加,氣孔率為20%時夾雜物的去除率較高。隨著氣泡尺寸變大,微小夾雜物的去除率降低,而大夾雜物的去除率增加;當顆粒尺寸大于30μm時,20μm氣泡對夾雜物的去除率好于2μm氣泡;當顆粒尺寸大于40μm時,200μm氣泡對夾雜物的去除率好于20μm氣泡。綜上所述,中間包微孔吹氬并沒有強化攪拌作用,而是在不改變中間包流場的情況下,產生大量彌散的小氣泡,利用惰性氣泡清洗鋼液。合理選擇安裝透氣磚的位置及氣孔率,不僅可以提高微小夾雜物的去除率,而且可以減輕鋼液對透氣磚的沖刷,延長中間包的使用壽命,降低生產成本。
【圖文】：

也使大量夾雜物垂直朝上運動，流經透氣磚的氬氣上浮形成一道氣泡氣幕屏障，所以，稱之為“氣幕擋墻”，如圖1.1 所示。圖 1.1 中間包氣幕擋墻示意圖Fig. 1.1 Tundish air curtain retaining wall鋼液中常規(guī)擋墻不能夠很好去除的細小氧化物以及硫化物等非金屬夾雜物，中間包吹氬形成的小氣泡能很好的去除，氣泡表面存在表面張力，上浮過程中氣泡表面吸附的微小夾雜物隨氣泡到達表面渣層后，當壓強變化時氣泡破裂，表面渣層將氣泡釋放出來的夾雜物吸收。A Ramosbanderas 等人[11]探究了吹氣對中間包內流場的影響，發(fā)現(xiàn)在氣泡浮力及液相的剪切力作用下，改善了中間包內鋼液的流動狀態(tài)。隨著底吹氣量的加大，而引發(fā)鋼液的湍流強度及循環(huán)流動增強；當底吹氣量過大時，使湍流加劇，易發(fā)生液面卷渣現(xiàn)象。高愛民等人[12]采用氣－液－固三相流的數值模擬方法，對不同尺寸夾雜物在氣幕擋墻下的去除進行了研究。結果顯示，氣幕擋墻能夠去除 50μm 以下夾雜物顆粒，并能進一步提高 20～30μm 夾雜物的去除率。目前，許多國內外鋼鐵廠都已引進了底吹氬技術，，并投入生產，也得到了質量較好的連鑄鋼坯[13-15]。

圖 1.2 夾雜物與氣泡發(fā)生碰撞的軌跡圖.2 The trajectory of the collis ion of inclusions and 圖 1.3 氣泡捕獲夾雜物作用機理
【學位授予單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TF703

【參考文獻】

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本文編號：2661694