【摘要】：帶填料的雙層擋墻是一種新型的中間包控流裝置,選擇合適的中間包雙層擋墻填料,還可以起到凈化鋼液的作用。本文采用物理模擬的方法,通過RTD曲線測定實驗、流場顯示實驗和夾雜物模擬實驗研究了不同工藝條件下帶填料的雙層擋墻對中間包流場和夾雜物去除率的影響,而且與原用擋墻和未帶填料的雙層擋墻做了對比研究。并通過高溫實驗研究了將鈣鎂質(zhì)耐火材料作為中間包雙層擋墻填料時對鋼液中夾雜物的影響。主要結(jié)論如下:(1)RTD曲線分析結(jié)果表明:不同工藝條件下,整體平均停留時間隨著中間包入口流量的增加而變短;同一種工藝條件下,使用未帶填料的雙層擋墻對應的整體平均停留時間比原用擋墻的長,填料粒度最小的雙層擋墻對應的整體平均停留時間要比原用擋墻和未帶填料的雙層擋墻的短,五種帶填料的雙層擋墻方案,隨著填料粒度的依次增加,整體平均停留時間隨之增加,當填料粒度增加到一定程度時,使用帶填料的雙層擋墻的整體平均停留時間就會比原用擋墻和未帶填料的雙層擋墻的長,且隨著填料粒度的增加,死區(qū)體積分數(shù)依次減小。(2)流場顯示結(jié)果表明:使用原用擋墻和未帶填料的雙層擋墻時出口流區(qū)均形成表面流,但原用擋墻對應的中間包流場遠端邊角位置存在明顯的死區(qū);使用填料粒度最小的雙層擋墻方案時,中間包遠端邊角位置也存在明顯的死區(qū);五種帶填料的雙層擋墻方案,隨著填料粒度的增加,出口流區(qū)的表面流不斷得到改善。(3)夾雜物模擬實驗結(jié)果表明:不同工藝條件下,夾雜物去除率隨著中間包入口流量的增加而減小;同一種工藝條件下,五種帶填料的雙層擋墻方案,隨著填料粒度的增加,去除率整體上呈增加的趨勢,對于粒度分布為58-75μm和75~(-1)06μm的模擬粒子(對應鋼液中21-28μm和28-39μm的夾雜物)的去除率,去除率最高的帶填料的雙層擋墻方案,比原用擋墻提高了10%以上。(4)高溫實驗結(jié)果表明:鈣鎂質(zhì)耐火材料處理后的鋼中單位面積夾雜物數(shù)量明顯減少,與將原鋼樣簡單重熔后的試樣相比,分別加Ca O含量為20%和30%的鈣鎂質(zhì)耐火材料重熔后的試樣鋼中單位面積夾雜物數(shù)量減少了12.92%和25.84%;鈣鎂質(zhì)耐火材料具有脫硫的作用,Ca O含量為30%時脫硫效果更明顯;鈣鎂質(zhì)耐火材料使用后整體沒有發(fā)生變化,只是邊界區(qū)域CaO含量減少,MgO含量增加,部分Ca O進入鋼液中,與鋼液中的夾雜物發(fā)生了反應,提高了鋼液的潔凈度。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF777
【圖文】：

1.2 中間包冶金技術(shù)現(xiàn)狀1.2.1 中間包結(jié)構(gòu)設(shè)計中間包的形狀、側(cè)壁傾角、熔池深度、容量大小等因素對中間包鋼液流場具有十分重要的影響，設(shè)計合理的中間包結(jié)構(gòu)有利于改善鋼液流動特性，延長平均停留時間，促進夾雜物的上浮，提高鋼液潔凈度。中間包的形狀種類比較多，在實踐生產(chǎn)中，可以根據(jù)生產(chǎn)需要，設(shè)計不同形狀的中間包。常見的中間包形狀有矩形、三角形、V 形、T 形、梯形、H 形等，常見的六種中間包形狀示意圖見圖 1.1。(a) 矩形 (b) 三角形 (c) V 形

(a) 普通型 (b) 回流型圖 1.2 湍流控制器結(jié)構(gòu)示意圖lger D[13]的研究表明，中間包內(nèi)設(shè)置湍流控制器可以避免鋼液注流對沖擊侵蝕，并且可以避免注流區(qū)鋼液裸露而造成的二次氧化，提高唐德池等[14]通過水模型實驗研究了中間包內(nèi)設(shè)置不同結(jié)構(gòu)的湍流控變化情況，結(jié)果表明使用湍流控制器的方案，其流場狀況均比不加方案要好，響應時間、峰值時間、平均停留時間均得到延長，死區(qū)減小，且有檐的湍流控制器類型對中間包注流區(qū)的沖擊較小。鐘良理模擬的方法，研究了中間包設(shè)置有檐和無檐的方形和圓形湍流控場的影響，結(jié)果表明有檐的方形和圓形湍流控制器對流動狀況的改，與不加湍流控制器的中間包流場相比，特別是使用方形有檐的湍死區(qū)體積分數(shù)下降了 42%。) 堰、壩的應用，也稱為擋渣堰或者上擋墻，設(shè)置于中間包的上部，使鋼液從其下流入中間包的鋼包渣截留在注流區(qū)內(nèi)。壩，也稱為下?lián)鯄�，設(shè)置于

武漢科技大學碩士學位論文反映了堰和壩的尺寸設(shè)計及安裝位置選擇對鋼液寸、各自的安裝位置及二者之間的距離均會影響控模擬的方法對設(shè)計方案進行優(yōu)化，選擇最佳尺寸參

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