發(fā)布時間：2021-01-19 01:09

　　目前,國內外高潔凈大型鋼錠生產的最佳工藝路線為電爐→LF+VD（LFV）→真空澆鑄生產工藝。其中大型鋼錠澆注工藝在其生產中具有至關重要的作用。高潔凈大型鋼錠對氧硫要求十分嚴格,研究表明,真空澆工藝對大型金屬鑄件的質量影響很大,且其對非金屬夾雜物含量的控制至關重要。因此,針對真空鑄錠新工藝鋼液滴穿越精煉渣層的運動行為及精煉動力學展開研究。首先,基于鋼液滴的穿越渣層運動的過程進行受力分析,考慮重力、浮力、視質量力及粘性阻力對其運動的影響,建立鋼液滴穿越渣層的運動模型,并通過物理模擬驗證了模型的合理性和正確性。本文還針對鋼液滴穿越渣層精煉動力學進行了研究,包括脫硫、脫氧動力學,結合鋼液滴穿越精煉渣層的數學模型,分別建立了脫硫、脫氧反應數學模型,從理論上分析了真空澆注新工藝脫硫、脫氧行為的控制性環(huán)節(jié)。并得出如下結論:（1）鋼液液滴穿越精煉渣層過程的運動分為兩個階段:①:減速運動階段;②:勻速運動階段。對于本文所選用精煉渣,只有粒徑大于4.65 mm的鋼液滴才能夠穿越精煉渣層表面。（2）各因素對鋼液滴穿越精煉渣層的運動行為影響順序為:鋼液液滴粒徑>精煉渣黏度>精煉渣密度>鋼液密... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２真空澆注工藝示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖａｃｕｕｍ?ｃａｓｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

可以使脫氧產物均勻分布于鋼中，且易于上浮且速度很快。??１．５真空澆注新工藝的改進與優(yōu)勢??為了提高鋼錠潔凈度，開發(fā)出了高潔凈大型鋼錠澆注的新工藝，如圖１．３所示。傳??統(tǒng)真空澆注的基礎上引入液滴生成元件，該新工藝通過液滴生成元件生成固定粒徑的鋼??液液滴，增大脫硫、脫氧反應界面積使脫氧、脫硫反應的正向進行，進行深脫氧、深脫??硫。具體來說，在大型鋼錠真空澆注開始之前，預先在鋼錠模底部注入具有良好精煉效??果（脫硫、脫氧）的一定厚度的液態(tài)渣層，精煉渣重量約為鋼錠質量的２％？５％左右，在導??流管下方加裝一個孔徑合理的孔篩盒使其與導流管成為一體（液滴生成元件），采用此方??法，真空澆注開始后，鋼液液滴生成元件后以固定粒徑的鋼液液滴滴落并穿越精煉渣層，??鋼液液滴滴落過程不僅有良好的脫氣（以脫氫為主）效果，還能夠去除一少部分氧，當液??滴到達并穿越精煉渣層過程有良好的脫硫、脫氧效果。??－１０－??

Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｌｕｉｄ?ｆｌｏｗ?ｌｉｎｅ?ａｔ?ｌｏｗ?Ｒｅｙｎｏｌｄｓ?ｎｕｍｂｅｒ??低雷諾數運動又被稱為Ｓｔｏｋｅｓ運動，該運動的雷諾數適用范圍是：７？ｅ＜ｌ。在Ｓｔｏｋｅｓ??運動屮，鋼液滴的的慣性力遠小于粘性力，其在渣中運動主要受到粘性力的作用。圖２．１１３５１??是Ｓｔｏｋｅｓ運動中流線示意圖，從圖中可以看出Ｓｔｏｋｅｓ運動中流體的流線不是閉合的，??流體的流動屬于層流。１８５１年＆〇１＜＾［３６］提出了球體顆粒在層流中沉降的重力系數表達式：??Ｃｄ二？（２．４）??Ｒｅ?＾??式中：外一流體密度，ｋｇ／ｎｒ＼??／／，?一流體運動粘度，Ｐａ?？?ｓ；??Ｄ—當量直徑，ｍ。??式（２．４）中適用于心＜１的層流運動，將該式代入式（２．３）可以得到球形液滴在沉降過??程的粘性阻力為??Ｆｄ?＝６ｎｊｕＲｍｖ?（２．５）??式中：Ｆｄ—粘性阻力，Ｎ；??Ｒｍ—鋼液滴半徑，ｍ；??ｖ—速度


本文編號：2986032