單管RH是一種新型真空精煉設(shè)備,具有結(jié)構(gòu)簡單、精煉效率高、真空冶煉噴濺少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。提高單管RH鋼液循環(huán)流量、減少均混時(shí)間等對于提高真空精煉的效率有著積極的意義。本文以150t單管RH與傳統(tǒng)RH為模型,通過物理與數(shù)學(xué)模擬兩種方法對其研究,揭示了不同工藝參數(shù)下鋼液循環(huán)流動的規(guī)律,為單管RH真空精煉設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供技術(shù)支持。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：循環(huán)流量隨著氣體流量的增加而增加,均混時(shí)間隨著氣體流量的增加而減小。在相同氣體流量下,循環(huán)流量隨著浸漬管插入深度增加而增加。橢圓形浸漬管與圓形浸漬管相比,在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,橢圓形RH比傳統(tǒng)RH循環(huán)流量大15%以上；單管RH在均混時(shí)間上與橢圓形RH、傳統(tǒng)RH相比時(shí)間最少。單管RH鋼包底部吹氬位置位于距鋼包中心0.4R（R為浸漬管半徑）處時(shí),均混時(shí)間最少。數(shù)值模擬結(jié)果表明：當(dāng)吹氬流量為1000NL/min時(shí),如果底吹透氣磚吹氬位置位于距鋼包中心0.4R（R為浸漬管半徑）時(shí),此時(shí)單管RH內(nèi)鋼液循環(huán)流量最大,為120.25t/min。吹氬流量對于單管RH內(nèi)鋼液循環(huán)流量的影響比較明顯,鋼液循環(huán)流量隨著吹氬流量的增加而增大。當(dāng)吹氬流量超過1000NL/m... 

【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)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 RH真空精煉技術(shù)
    1.2 RH真空精煉的功能
    1.3 RH吹氧技術(shù)的發(fā)展
        1.3.1 RH-O技術(shù)
        1.3.2 RH-OB技術(shù)
        1.3.3 RH-KTB技術(shù)
        1.3.4 RH-MFB技術(shù)
    1.4 RH浸漬管結(jié)構(gòu)的發(fā)展
        1.4.1 常規(guī)雙圓形浸漬管結(jié)構(gòu)RH
        1.4.2 雙橢圓浸漬管結(jié)構(gòu)RH
        1.4.3 多浸漬管結(jié)構(gòu)RH
    1.5 單浸漬管結(jié)構(gòu)RH
        1.5.1 單浸漬管RH的產(chǎn)生及發(fā)展
        1.5.2 單管RH結(jié)構(gòu)組成
        1.5.3 單管RH工作原理
        1.5.4 單管RH真空冶煉功能
    1.6 國內(nèi)外RH真空精煉研究現(xiàn)狀
    1.7 本文研究的意義及內(nèi)容
        1.7.1 研究意義
        1.7.2 研究內(nèi)容
第2章 單管RH真空精煉的物理模擬
    2.1 相似準(zhǔn)則數(shù)及實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定
        2.1.1 模型與原型的幾何相似
        2.1.2 模型與原型的動力相似
    2.2 實(shí)驗(yàn)原理
        2.2.1 均混時(shí)間的測定
        2.2.2 循環(huán)流量的測量
    2.3 實(shí)驗(yàn)方案
    2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)果討論
        2.4.1 氣體流量對循環(huán)流量和均混時(shí)間的影響
        2.4.2 浸漬管插入深度對循環(huán)流量和均混時(shí)間的影響
        2.4.3 不同浸漬管形狀對循環(huán)流量和均混時(shí)間的影響
        2.4.4 單管RH不同吹氬位置對鋼液均混時(shí)間的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 單管RH真空精煉的數(shù)學(xué)模型及求解
    3.1 基本假設(shè)
    3.2 控制方程
        3.2.1 連續(xù)性方程
        3.2.2 動量守恒方程
        3.2.3 湍流k-ε方程
        3.2.4 傳輸方程
    3.3 邊界條件
        3.3.1 自由表面
        3.3.2 入口邊界條件
        3.3.3 出口邊界條件
        3.3.4 壁面邊界條件
    3.4 幾何模型及網(wǎng)格劃分
        3.4.1 幾何模型的構(gòu)建
        3.4.2 網(wǎng)格的劃分
    3.5 數(shù)值求解過程及求解方法
        3.5.1 求解過程
        3.5.2 求解方法
第4章 單管RH鋼液流動行為的數(shù)值模擬
    4.1 模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及流動行為基本分析
        4.1.1 模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.1.2 單管RH流線及主截面湍動能
        4.1.3 單管RH不同截面流場分析
    4.2 底吹位置對鋼液流場及循環(huán)流量的影響
        4.2.1 鋼液流場形態(tài)
        4.2.2 鋼液循環(huán)流量
    4.3 吹氬流量對鋼液流場形態(tài)、循環(huán)流量及均混時(shí)間的影響
        4.3.1 鋼液流場形態(tài)
        4.3.2 鋼液循環(huán)流量和均混時(shí)間
        4.3.3 真空室液面
    4.4 浸漬管插入深度對鋼液流動形態(tài)、循環(huán)流量的影響
        4.4.1 鋼液流動形態(tài)
        4.4.2 鋼液循環(huán)流量
    4.5 鋼包底吹透氣磚數(shù)目對鋼液流動的影響
        4.5.1 鋼液流動形態(tài)
        4.5.2 鋼液循環(huán)流量和均混時(shí)間
        4.5.3 真空室液面
    4.6 雙透氣磚排布的角度θ對鋼液流動形態(tài)、循環(huán)流量的影響
        4.6.1 鋼液流動形態(tài)
        4.6.2 鋼液循環(huán)流量
    4.7 本章小結(jié)
第5章 單管RH與傳統(tǒng)RH對比
    5.1 傳統(tǒng)RH物理模型及網(wǎng)格劃分
    5.2 鋼液流場形態(tài)
    5.3 鋼包底部沖擊
    5.4 鋼液循環(huán)流量均混時(shí)間對比
    5.5 氬氣氣泡行程
    5.6 真空室熔池表面湍動能
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文及專利



本文編號：3291241