聚合射流氧槍作為一種新型氧槍,通過在噴頭四周添加環(huán)繞副孔,使副孔通入的伴隨氣體之間發(fā)生燃燒反應(yīng)形成高溫低密度的火焰保護(hù)主氧射流。與傳統(tǒng)超音速氧槍相比,其具有主氧射流衰減慢、射流勢能核心區(qū)長等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)被推出后很快在全球范圍內(nèi)被廣泛關(guān)注,在電爐煉鋼上進(jìn)行了普遍應(yīng)用并獲得成功,但是在轉(zhuǎn)爐上的使用較少。鑒于現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐噸位的逐漸增大,以及傳統(tǒng)吹煉方式遇到的問題,對(duì)轉(zhuǎn)爐用聚合射流氧槍的研究變得日益重要。本文以120t轉(zhuǎn)爐用聚合射流氧槍為研究對(duì)象,通過Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)聚合射流的形成原因進(jìn)行基礎(chǔ)研究。用模擬結(jié)果來比較聚合射流氧槍噴頭結(jié)構(gòu)的變化對(duì)聚合射流的影響,以得到比較合理的聚合射流氧槍的設(shè)計(jì)。選用不同種類的燃?xì)膺M(jìn)行伴隨保護(hù),采用對(duì)比分析選擇最為適合的伴隨燃?xì)?分析伴隨燃?xì)獾膲毫铜h(huán)境溫度的變化對(duì)燃燒火焰長度和聚合射流流場的影響。最后模擬聚合射流氧槍和傳統(tǒng)超音速氧槍頂吹熔池的氣液兩相流,并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析,為聚合射流氧槍應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐上的可行性提供參考。通過數(shù)值模擬研究得到以下主要結(jié)論:（1）用燃?xì)獍殡S能夠?qū)χ餮跎淞髌鸬狡帘伪Ｗo(hù)作用,有效地降低了主氧射流與射流空間內(nèi)的環(huán)境氣體間的卷吸作... 

【文章來源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1 引言
    1.2 煉鋼概述
        1.2.1 煉鋼的基本任務(wù)
        1.2.2 煉鋼的基本方式
        1.2.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼的方式和發(fā)展
        1.2.4 我國轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼的供氧制度
        1.3.1 氧槍噴頭結(jié)構(gòu)形式
        1.3.2 供氧壓力和供氧強(qiáng)度
        1.3.3 供氧制度中的槍位操作
    1.4 氧槍噴頭超音速氧氣射流核心區(qū)長度及研究狀況
    1.5 聚合射流氧槍
        1.5.1 聚合射流氧槍的工作原理
        1.5.2 聚合射流氧槍的特點(diǎn)
        1.5.3 聚合射流氧槍技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.5.4 聚合射流氧槍的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.6 氧氣射流與煉鋼熔池相互作用的研究狀況
        1.6.1 氧氣射流與煉鋼熔池相互作用的研究意義
        1.6.2 氧氣射流與煉鋼熔池相互作用的研究方法和結(jié)果
    1.7 課題研究的內(nèi)容及創(chuàng)新性
        1.7.1 課題研究的內(nèi)容
        1.7.2 課題研究的創(chuàng)新性
2. 氧槍噴頭及轉(zhuǎn)爐物理模型的建立
    2.1 氧槍噴頭尺寸的確定
        2.1.1 氧槍噴頭的馬赫數(shù)選取及供氧量的確定
        2.1.2 噴頭各部分尺寸確定
    2.2 轉(zhuǎn)爐尺寸的確定
        2.2.1 爐型設(shè)計(jì)
        2.2.2 轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)的主要參數(shù)
        2.2.3 熔池的尺寸
    2.3 傳統(tǒng)超音速氧槍結(jié)構(gòu)
    2.4 聚合射流氧槍結(jié)構(gòu)
    2.5 氧槍射流流場物理模型的建立
    2.6 氧槍射流流場的網(wǎng)格劃分
    2.7 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐物理模型的建立及網(wǎng)格的劃分
3. 數(shù)學(xué)模型的建立
    3.1 基本控制方程
    3.2 湍流模型
    3.3 化學(xué)反應(yīng)模型
    3.4 多相流模型
    3.5 邊界條件
4. 聚合射流氧槍流場特性研究
    4.1 伴隨氣體入.壓力的確定
    4.2 火焰伴隨流對(duì)主氧射流的聚合效果分析
        4.2.1 射流速度場模擬結(jié)果分析
        4.2.2 射流溫度場和密度場模擬結(jié)果分析
    4.3 副孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)聚合射流流場的影響
        4.3.1 副孔寬度對(duì)聚合射流流場的影響
        4.3.2 孔間距對(duì)聚合射流流場的影響
    4.4 伴隨燃?xì)夥N類對(duì)聚合射流流場的影響
    4.5 伴隨燃?xì)鈮毫?duì)聚合射流流場的影響
    4.6 環(huán)境溫度對(duì)聚合射流流場的影響
    4.7 本章小結(jié)
5. 氧槍與煉鋼熔池之間的數(shù)值模擬研究
    5.1 頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐的氣液兩相流流動(dòng)
        5.1.1 傳統(tǒng)超音速氧槍和聚合射流氧槍頂吹熔池的比較
        5.1.2 熔池內(nèi)中心軸線上的鋼液速度分布
        5.1.3 兩種氧槍頂吹熔池時(shí)中線軸線上氧氣射流的衰減情況
        5.1.4 傳統(tǒng)超音速射流和聚合射流對(duì)熔池的沖擊深度
    5.2 不同槍位下對(duì)聚合射流氧槍頂吹熔池的影響
        5.2.1 不同槍位下的氣液兩相流動(dòng)
        5.2.2 不同槍位下熔池內(nèi)中心軸線上的鋼液速度分布
        5.2.3 不同槍位下中心軸線上氧氣射流的衰減情況
        5.2.4 不同槍位下的沖擊深度
    5.3 不同環(huán)境溫度下對(duì)聚合射流氧槍頂吹熔池的影響
        5.3.1 不同環(huán)境溫度下的氣液兩相流動(dòng)
        5.3.2 不同環(huán)境溫度下熔池內(nèi)中心軸線上的鋼液速度分布
        5.3.3 不同環(huán)境溫度下中心軸線上氧氣射流的衰減情況
        5.3.4 不同環(huán)境溫度下的沖擊深度
    5.4 本章小節(jié)
6. 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚合射流氧槍射流特性的數(shù)值模擬及應(yīng)用[J]. 傅振祥,潘貽芳,王寶明,蔡振勝,李樹慶,任茂勇,趙宏欣,袁章福.  煉鋼. 2011(06)
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[3]煉鋼氧槍的集束射流數(shù)值模擬研究[J]. 李三三,朱榮,李存牢.  冶金能源. 2010(05)
[4]集束射流氧槍技術(shù)及應(yīng)用[J]. 沈明鋼,耿繼雙.  鞍鋼技術(shù). 2010(03)
[5]30t轉(zhuǎn)爐用集束射流氧槍的基礎(chǔ)研究[J]. 李存牢,王慧霞,朱榮,石立光,仇永全.  過程工程學(xué)報(bào). 2009(S1)
[6]煉鋼集束氧槍高溫射流特性的數(shù)值模擬及應(yīng)用[J]. 韓麗輝,朱榮,焦玉亮.  過程工程學(xué)報(bào). 2009(S1)
[7]聚合射流流場的仿真模擬[J]. 劉坤,朱苗勇,王瀅冰.  鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2008(12)
[8]轉(zhuǎn)爐氧槍頂吹工藝的水力學(xué)模擬[J]. 包麗明,劉坤,呂國成,楊晶晶.  特殊鋼. 2007(05)
[9]集束射流技術(shù)在煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 連文敬,袁守謙.  工業(yè)加熱. 2006(06)
[10]燃?xì)獍殡S射流在凝聚射流氧槍工作中的性狀分析[J]. 唐初陽,馬慶元.  冶金能源. 2005(06)

碩士論文
[1]聚合射流氧槍燃?xì)獍殡S流的數(shù)值模擬[D]. 曹生亮.遼寧科技大學(xué) 2014
[2]聚合射流氧槍與煉鋼熔池相互作用的仿真研究[D]. 高攀.遼寧科技大學(xué) 2013
[3]天然氣再燃還原NO的數(shù)值模擬研究[D]. 孫華偉.山東大學(xué) 2011
[4]復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的流場數(shù)值模擬[D]. 朱麗偉.武漢科技大學(xué) 2011
[5]超音速聚合射流氧槍射流特性的基礎(chǔ)研究[D]. 呂國成.遼寧科技大學(xué) 2009
[6]聚合射流氧槍射流特性的數(shù)值模擬[D]. 楊春.遼寧科技大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3239182