發(fā)布時間：2021-04-02 21:01

　　RH真空精煉是一個涉及氣液兩相流動、傳熱傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜的冶金過程,其循環(huán)脫氣是通過吹入氬氣驅(qū)動鋼液來實現(xiàn)的,吹氬條件及氬氣泡在鋼液中的流動行為對精煉效率的影響至關(guān)重要。在實際生產(chǎn)過程中,各操作參數(shù)及結(jié)構(gòu)對循環(huán)精煉效率的具體影響難以準確測量和定量研究。因此,通過物理模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的辦法來研究RH真空精煉過程已成為開發(fā)RH新工藝、新裝置模型的主要手段,進而達到提高精煉效率的目的。本文采用水模型模擬實驗和計算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,將氣泡聚并、破碎等微觀行為與氣泡驅(qū)動效率等宏觀特性相聯(lián)系,并考慮了吹氬角度和吹氬流量兩因素對循環(huán)流動效率的協(xié)同影響,對RH精煉過程中多相流動和混合特性以及氣泡驅(qū)動效率作了深入研究。此外,在傳統(tǒng)RH真空精煉裝置基礎(chǔ)上提出了兩種新型浸漬管截面形狀的單純底吹真空循環(huán)精煉裝置,以及一種新型浸漬管截面形狀的側(cè)底復(fù)吹真空循環(huán)精煉裝置模型,并進行了物理及數(shù)值模擬,本文主要研究工作如下：（1）以某鋼廠180tRH真空精煉裝置為原型,設(shè)計加工了幾何相似比為1：5的RH真空循環(huán)脫氣水模擬系統(tǒng),利用水模型試驗進行兩因素（噴吹角度和吹氬流量）作用下三水平的水模... 

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

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

RH真空精煉工作原理示意圖

第２章ＲＨ真空精煉過程循環(huán)流量與混合特性的物理模擬??精煉裝置為原型，保證模型與原型的凡何相似，取原型與模型的幾何相似比為５：１，用??有機玻璃制作成水模型進行試驗，圖２．１為ＲＨ真空精煉裝置原型的尺寸及用有機玻璃??制作的水模型整體圖。??ｉＬ１?心與ＰＴ?１?…＾巧?Ｉ?ｒ?ＩＩ??Ｉ?Ｉ?－－－－Ｔ－－－－－－車＾?＇Ｉ？�。�?－ｌ－ｌｌ??ｉ??－ｔ—?１１?Ｉ?ｉ??Ｉ?＾?—］?Ｂｒ??Ｕ??４半－……－－?ｙ?ｉ??Ｉｌｌ?ＩＩ?，ｐ＂??Ｉ塵．」ｕ?ｌｊｌＪＥ２＾ＥＳｉ??圖２．１?ＲＨ真空精煉裝置原型尺寸及水模型整體圖??（ａ）?ＲＨ真空精煉裝置原型尺寸！腳ＲＨ模型整體圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ?ＲＨ?ｖａｃｕｕｍ?ｒｅｆｉｎｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ａｎｄ?ＲＨ?ｗａｔｅｒ?ｍｏｄｅｌ??圖２．２為ＲＨ真空精煉試驗系統(tǒng)示意圖，整個裝置由ＲＨ及鋼包水模型、氣源系統(tǒng)、??氣體分配器及輸送管路、真空系統(tǒng)、計量系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)組成。真空系統(tǒng)包括真空累??（２Ｘ－１５型一臺）、真空計和調(diào)節(jié)閥。氣源系統(tǒng)由一臺空壓機供壓縮空氣模擬驅(qū)動氣體。??測量儀表包括玻璃轉(zhuǎn)子流量計（ＬＺＢ型）測氣體流量、ＰＩＶ測液體流速、電導(dǎo)電極、真??空壓力表、電導(dǎo)率儀（ＤＤＳ－１１Ｃ型）和多通道數(shù)據(jù)記錄儀等。??——拍ＡＶ??Ａ?４??６?廣?又??—？?Ｉ?口??〇１?Ｉ?????質(zhì)凹丄??圖２．２試驗系統(tǒng)不意圖??１－鋼包；２—供氣端：３－真空室；４－真空抽�。�??５－示蹤劑；６—電導(dǎo)率儀；７－計算

Ｈ下降管出口處的Ｒｅ超過１０４，屬于第二自�；瘏^(qū)范圍，只要保證原型與模型在管處的打數(shù)相等，即可保證二者的動力學(xué)相似Ｗ。??．３丄１幾何相似??本試驗Ｗ某鋼廠１８０ｔ?ＲＨ真空精煉裝置為原型，保證模型與原型的幾何相似，原型與模型的幾何相似比為５：１，用有機玻璃制作成水模型進行試驗，鋼包和ＲＨ型主要參數(shù)及尺寸見表２．１。??表２．１鋼包和ＲＨ水模型主要參數(shù)及尺寸??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?ａｎｄ?ｍａｉｎ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｄｌｅ?ａｎｄ?ＲＨ?ｍｏｄｅｌ?ｍｍ???測試裝置?鋼包部分?ＲＨ部分??上口直姪￣底部直徑￣真空室直徑真空室長度插入管徑￣￣插入管長￣￣浸入深度??原型?３０００?２巧２?４３４０?１７化?５１５２?３６０?１５９５?４３０??模型?６００?５１８?８６８?３５７?１０３０?１１２?３１９?９０??（１）噴嘴數(shù)量及其布置。工況條件下，１０個噴嘴在插入管上分上下兩層，毎層，每兩噴嘴間夾角為７２°。兩層軸線錯開％°形成互補，疊加后宏觀效果相當于１０嘴均勻布置（噴嘴間夾角為％°），其噴嘴具體布置形式見圖２．３。??上巧坎布Ｓ?下巧巧布置??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]RH真空精煉過程的數(shù)學(xué)物理模擬[D]. 耿佃橋.東北大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]吹氬條件對RH真空精煉循環(huán)流動影響的數(shù)值研究[D]. 閆熠.東北大學(xué) 2012
[2]RH處理過程鋼液流動行為數(shù)值模擬研究[D]. 孫亮.河北理工大學(xué) 2009
[3]RH真空脫氣過程循環(huán)流動的數(shù)值模擬[D]. 王維娜.東北大學(xué) 2008



本文編號：3115953