鋼中非金屬夾雜物破壞了鋼基體的連續(xù)性,影響鋼材的各項(xiàng)機(jī)械性能,碰撞聚集是去除鋼液中小尺寸非金屬夾雜物的有效手段。本文為研究鋼液中非金屬夾雜物的運(yùn)動(dòng)行為和碰撞機(jī)理,設(shè)計(jì)了冷態(tài)水模擬實(shí)驗(yàn)和熱態(tài)高溫實(shí)驗(yàn)。通過聚苯乙烯塑料粒子在NaCl水溶液中的運(yùn)動(dòng)及碰撞行為來模擬鋼液中非金屬夾雜物的碰撞、聚合和上浮行為,并考察入口流速大小、入水口位置、有無分散劑和溫度對(duì)非金屬夾雜物在鋼液中碰撞聚集的影響規(guī)律。研究表明,塑料粒子的形貌變化速度受水流量影響,水流量較小時(shí)粒子形貌變化速度慢,流速較大時(shí),形貌變化速度較大,顆粒輪廓線的分形維數(shù)變化較大；NaCl溶液溫度從40℃增加到70℃的過程中,粒子碰撞、聚集較為明顯,溫度增加到70℃以上,團(tuán)聚體較好地分散在NaCl溶液中；單個(gè)粒子的外輪廓線分形維數(shù)較小,約為1.2,碰撞后的團(tuán)聚體形狀不規(guī)則,分形維數(shù)為1.3左右,粒子形貌的輪廓線分形維數(shù)與入水口的位置無關(guān)。相同顆粒數(shù)目條件下,粒子的邊緣分形維數(shù)越大,其實(shí)際上浮速度越大；無表面活性劑下,團(tuán)聚體的團(tuán)聚時(shí)間為2.834s；有表面活性劑條件下,團(tuán)聚時(shí)間縮短為2.61 s；溫度為40℃～80℃的平均團(tuán)聚時(shí)間為1.32 s,... 

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 鋼中夾雜物的研究
        1.1.1 鋼中非金屬夾雜物的來源
        1.1.2 鋼中非金屬夾雜物的分類
        1.1.3 非金屬夾雜物在鋼液中的行為研究
    1.2 鋼液中非金屬夾雜物碰撞、聚集、上浮行為的研究
        1.2.1 數(shù)值模擬研究
        1.2.2 水模擬實(shí)驗(yàn)研究
    1.3 分形維數(shù)的研究和應(yīng)用
        1.3.1 分形理論的應(yīng)用
        1.3.2 鋼中夾雜物分形維數(shù)的計(jì)算
    1.4 研究?jī)?nèi)容與研究目標(biāo)
第二章 夾雜物碰撞聚集的水模擬實(shí)驗(yàn)
    2.1 水模擬原理
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 高速攝影介紹
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
    2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        2.3.1 無表面活性劑夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
        2.3.2 有表面活性劑夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
        2.3.3 不同溫度下，夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
    2.4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    2.5 圖片處理步驟
第三章 水模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.1 無表面活性劑夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
        3.1.1 入口流速為 0.68 m/s夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
        3.1.2 入口流速為 0.56 m/s夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
        3.1.3 入口流速為 0.41 m/s夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
    3.2 有表面活性劑夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
        3.2.1 入口流速為 0.68 m/s夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
    3.3 不同溫度下，夾雜物顆粒的運(yùn)動(dòng)特征
    3.4 單顆粒及團(tuán)聚體分形維數(shù)的研究
        3.4.1 入口流速為 0.68 m/s
        3.4.2 入口流速為 0.56 m/s
        3.4.3 入口流速為 0.41 m/s
        3.4.4 碰撞團(tuán)聚體上浮速度與分形維數(shù)的關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第四章 夾雜物碰撞聚集的熱態(tài)實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方案
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.3.1 脫氧方式對(duì)Mn S夾雜的影響
        4.3.2 鋼中S含量對(duì)Mn S夾雜的影響
        4.3.3 Ti對(duì)Al_2O_3夾雜物形貌的影響
        4.3.4 鋼中典型夾雜物的分形維數(shù)研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1
附錄2


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]鋼包用含碳耐火材料侵蝕機(jī)理研究[D]. 樊新麗.武漢科技大學(xué) 2009
[4]基于分形理論的定量金相分析系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 吳顯斌.中國石油大學(xué) 2009
[5]分形、小波理論用于磨削加工表面的特性研究[D]. 何云紅.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3692818