【摘要】：轉(zhuǎn)爐煉鋼是現(xiàn)今鋼鐵冶煉的主要方法之一,其中要數(shù)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的使用最為廣泛。頂吹噴出的超音速射流沖擊煉鋼熔池,對(duì)熔池進(jìn)行機(jī)械攪拌帶動(dòng)熔池內(nèi)鋼液的流動(dòng),加快整個(gè)冶煉的反應(yīng)進(jìn)行。在本文中建立了120t的4孔轉(zhuǎn)爐,對(duì)其進(jìn)行三維三相流的模擬研究,對(duì)超音速射流特性、射流與熔池表面相互作用以及熔池內(nèi)部速度分布進(jìn)行模擬分析。當(dāng)射流從氧槍噴口射出時(shí)還是獨(dú)立分布的四股射流,然后因?yàn)樯淞髦g的相互吸引的作用使得流股向轉(zhuǎn)爐中心線處聚攏,射流的邊界處相融合,而射流沖擊熔池后由于液體的阻礙作用又會(huì)彼此分開,再次成為獨(dú)立的射流。射流沖擊熔池表面形成表面波,表面波的周期性振蕩以及界面的不穩(wěn)定性使得熔池表面產(chǎn)生噴濺。射流沖擊產(chǎn)生的凹坑形狀受渣層厚度、槍位以及噴口夾角的影響,隨著渣層厚度的增加,射流沖擊凹坑深度增加而沖擊面積卻減小;凹坑深度隨槍位的提高而減小,而與噴口夾角沒什么關(guān)系;而凹坑面積卻隨著槍位和噴口夾角的增大而增大。熔池內(nèi)速度分布狀況以及死區(qū)面積大小是衡量熔池?cái)嚢枳饔脧?qiáng)弱的依據(jù)。速度越大分布越均勻、死區(qū)面積越小,則對(duì)熔池?cái)嚢枳饔迷胶谩Ｔ跇屛坏蜁r(shí)熔池表面處的分布速度要大,而高槍位熔池內(nèi)部速度小死區(qū)面積大但是速度分布更為均勻。而隨噴口夾角的增大,熔池內(nèi)部速度分布雖然更為均勻但是與此同時(shí)死區(qū)面積也隨之增大,對(duì)攪拌效果并無多少改善。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF713
【圖文】：

成 SiO2、MnO 等物質(zhì)，這些生成物和生石灰之間進(jìn)行相互反應(yīng)，最后一起變水中存在的少許的氧化亞鐵用硅鐵、錳質(zhì)[7]。池表面，一部分穿透熔池，對(duì)熔池進(jìn)行這個(gè)過程中，穿透熔池進(jìn)行氧化作用的定氧的量時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需氧化元素的含，要想提高氧氣利用率則必須想辦法使減小[11-12]。的轉(zhuǎn)爐煉鋼法為如下三種[13-15]：氧氣頂鋼法以及頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐煉鋼法（復(fù)轉(zhuǎn)爐主要使用如圖 1.1 所示的LD法，合吹煉法。

則此時(shí)必須選擇拉瓦爾噴管[44-45]。段三部分組成，如圖 1.3 所示。個(gè)橫截面變小的一段距離，它的主要作行加速，使其能夠在喉口處達(dá)到音速段和擴(kuò)張段的交界面，是整個(gè)拉瓦爾管，喉口的直徑被稱為臨界直徑，在喉口寸大小是極其重要的，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)好過喉口的截面積來表現(xiàn)。因此噴頭的喉內(nèi)，拉瓦爾管的截面積不斷增加，經(jīng)過度會(huì)持續(xù)增加直至到達(dá)噴口處時(shí)達(dá)到與外界壓力是相等的。是以擴(kuò)張段的長流對(duì)熔池的撞擊程度。

圖 1.4 超聲速射流結(jié)構(gòu)Fig.1.4 The structure of the supersonic jet flow如圖 1.4 所示，超音速自由流股結(jié)構(gòu)[18]可以劃分成幾個(gè)區(qū)段，即勢(shì)能核心區(qū)、超音速區(qū)和亞音速區(qū)。其中勢(shì)能核心區(qū)和超音速區(qū)合稱為超聲速核心區(qū)，后段稱為超音速射流完全展開流動(dòng)區(qū)。在靠近噴嘴出口的是勢(shì)能核心區(qū)，在這個(gè)區(qū)中各點(diǎn)速度 v 都與出口速度相同。射流從噴管噴出后，進(jìn)入一個(gè)與之前不同的環(huán)境中，它會(huì)不斷地和周圍的介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)量的交換，并不斷將該介質(zhì)吸引加入到自己原有的射流中。因?yàn)椴粩辔渌橘|(zhì)，因此管這種現(xiàn)象叫做射流的卷吸效應(yīng)。由于卷吸效應(yīng)[18-20]的存在，流股在卷入部分氣體后并與之混合一起運(yùn)動(dòng)，行進(jìn)到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)處由于速度不斷降低使得主射流的速度值降到音速,將該點(diǎn)與周邊截面上處于音速狀態(tài)的點(diǎn)連起來，圍成的這一部分即為超音速區(qū)，在這圈內(nèi)的所有點(diǎn)的速度都比音速要大，而分布在邊界的速度都是聲速大小。這一整段長度被稱為超音速核心流長度 Ls，它是表征超音速特征的重要參數(shù)。除了這部分之外的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2747237