為了探究高壓條件下鋼液中底吹氣體的行為規(guī)律,必須深入研究氣體在鋼液中的存在形態(tài)和運(yùn)動(dòng)形式。研究煉鋼工藝中底吹氣體攪拌過(guò)程常用的方法有物理模擬和數(shù)值模擬。文中將兩種方法相結(jié)合,依據(jù)實(shí)驗(yàn)室高溫高壓反應(yīng)釜為原型,研究在壓力、底吹流量、噴嘴孔徑、底吹位置對(duì)氣體在液體中行為的影響。通過(guò)采用物理模擬的方法分析了液面上氣泡和液體中自由上浮的氣泡的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及變化。水模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果從兩個(gè)角度進(jìn)行分析:一是從液面角度進(jìn)行分析,在一定底吹流量條件下,隨著容器壓力的升高,氣泡尺寸逐漸變小,數(shù)量逐漸增多,形狀從橢圓趨向于正圓形;在一定底吹流量和壓力條件下,底吹孔越靠近容器邊壁,氣泡越趨向于橢圓形,氣泡直徑平均值越大;底吹位置變化對(duì)氣泡數(shù)量的變化并沒(méi)有產(chǎn)生明顯影響。二是從液體中氣泡自由上浮角度,在一定底吹流量條件下,隨著容器壓力的增大,氣泡生成時(shí)的尺寸逐漸減小,氣泡數(shù)量逐漸增大,在上浮的過(guò)程中,氣泡形狀變形度逐漸變小。通過(guò)采用物理模擬和數(shù)值模擬對(duì)氣泡上浮過(guò)程中形態(tài)變化進(jìn)行對(duì)比,可知在升壓后,液體中的氣體行為發(fā)生變化的原因是由于壓力的改變,液體的物理性質(zhì)發(fā)生了改變。論文最后闡述分析了升高壓力對(duì)精煉工藝過(guò)程中氣液反應(yīng)提... 

【文章來(lái)源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

脫碳時(shí)鋼液中的碳、氧含量變化示意圖

起來(lái)以達(dá)到均勻成分和平衡溫度的效果。此外由于增加了鋼液的動(dòng)能，增加了中鋼液湍動(dòng)能促進(jìn)各種反應(yīng)的進(jìn)行。底吹孔位置的設(shè)置、底吹的數(shù)量及底吹流不同對(duì)熔池?cái)嚢璧挠绊懹绊懸膊煌�。許多研究者[9-12]研究發(fā)現(xiàn)在鋼包底吹過(guò)程影響氣泡大小的因素還包括底吹氣體的操作壓力、氣泡表面壓力、底吹孔徑和位置等。在底吹氣體的過(guò)程中，當(dāng)?shù)状盗髁勘容^小時(shí)，液體中氣泡群呈分散狀而且大多數(shù)直徑小于 2mm；當(dāng)?shù)状盗髁枯^大時(shí)，容易產(chǎn)生布袋形大氣泡，導(dǎo)液和氣泡的氣液界面面積顯著減小。底吹一般分為單孔底吹和雙孔底吹。 單孔底吹鋼包底吹采用一個(gè)噴嘴底吹攪拌，噴嘴中心距離鋼包底吹中心的距離為偏心離，如下圖 2 所示，中心底吹和偏心底吹對(duì)鋼包內(nèi)的流場(chǎng)產(chǎn)生不同的影響效。當(dāng)?shù)状禋怏w離開(kāi)噴嘴時(shí)，氣體破碎成氣泡，氣泡帶動(dòng)鋼液流場(chǎng)的循環(huán)。底吹置的改變對(duì)鋼液流場(chǎng)及鋼液中的氣泡都會(huì)產(chǎn)生不同的作用。

圖 3 夾角 90°雙噴嘴模式Fig.3 Schematic diagram of angle 90° double nozzle model圖 4 夾角 180°雙噴嘴模式Fig.4 Schematic diagram of angle 180° double nozzle model幸偉等[19]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究表明，夾角 180°的雙孔底吹效果優(yōu)于夾角 30°，因鋼包采用雙孔底吹時(shí)，底吹氣體在熔池內(nèi)形成兩個(gè)氣液兩相區(qū)，夾角 180°的雙

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碩士論文
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