氧氣轉爐煉鋼是當今國內外主要的煉鋼方法。氧槍作為轉爐中的重要設備，氧射流流動狀態(tài)及其對鐵水熔池的沖擊情況與冶煉效果密切相關。隨著轉爐容量的大型化，氧槍噴頭由單孔發(fā)展成多孔。多孔氧槍噴頭流出的多股射流之間往往存在著相互干擾，流場特性極其復雜，大多數(shù)研究停留在冷態(tài)實驗階段，而由于各研究者測試條件和實驗范圍的影響，所得結果不盡相同。因此針對多孔氧槍建立超音速數(shù)學模型，用模擬的手段研究復雜的多孔射流問題，對豐富氧槍射流理論、多孔氧槍的優(yōu)化設計及吹氧工藝的改進有非常重要的意義。 本文以某鋼廠180t轉爐氧槍為研究對象，結合現(xiàn)場實際生產工藝，依據(jù)氧槍設計經典理論，通過設計計算確定五孔氧槍噴管結構參數(shù)。以設計氧槍為研究對象，依據(jù)空氣動力學相關知識以及數(shù)值傳熱理論，選用合適的數(shù)學模型，采用CFD流體仿真軟件進行計算，模擬分析噴孔夾角、環(huán)境溫度等因素對射流中心線速度、射流偏移、沿程卷吸、沖擊面積的影響規(guī)律。結果表明： （1）相同環(huán)境溫度下，15°氧槍噴頭效果最佳，15°為該型氧槍的最優(yōu)化噴孔夾角，射流的穿透能力較強，有效沖擊面積大，能夠滿足實際生產需要； （2）隨著環(huán)境溫度提高，射流流... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1 引言
    1.2 文獻綜述
        1.2.1 氧氣煉鋼技術的發(fā)展
        1.2.2 氧槍的發(fā)展及分類
        1.2.3 多孔氧槍噴頭結構設計
        1.2.4 超音速射流概述
        1.2.5 超音速多孔射流氧槍國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究的意義與方法
        1.3.1 課題研究的意義
        1.3.2 課題研究的方法
    1.4 課題研究的內容與創(chuàng)新性
        1.4.1 課題研究的內容
        1.4.2 課題研究創(chuàng)新性
2. 射流研究的理論基礎
    2.1 高速射流穩(wěn)定流動理論
    2.2 自由射流的沿程卷吸
3. 氧槍噴頭尺寸確定及模型的建立
    3.1 氧槍噴頭尺寸確定
        3.1.1 多孔氧槍的馬赫數(shù)選取
        3.1.2 多孔氧槍的操作參數(shù)計算
        3.1.3 多孔氧槍噴頭尺寸計算
    3.2 氧槍射流模型的建立
    3.3 模擬方案
4. 氧槍射流特性的模擬后處理
    4.1 模型的參數(shù)修正
    4.2 單個拉瓦爾噴管流場分析
    4.3 五孔氧槍射流流股的流場分析
        4.3.1 噴孔角度對射流流場的影響
        4.3.2 環(huán)境溫度對射流流場的影響
    4.4 五孔氧槍射流的卷吸
5. 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國轉爐煉鋼技術的發(fā)展[J]. 王承寬,王勇,李中金.  煉鋼. 2002(05)
[2]數(shù)值模擬技術在我國鋼鐵工業(yè)中的應用現(xiàn)狀與展望[J]. 張旻翊,孫雪坤,王國棟,劉相華,張旻宏.  鋼鐵研究. 2000(03)
[3]提高氧氣轉爐供氧強度的研究[J]. 韓志杰,常金寶,李榮生,楊文遠,杜昆,鄭叢杰.  鋼鐵. 1999(03)
[4]大型轉爐氧槍多股射流三維流場的數(shù)據(jù)與圖形處理[J]. 張春霞，涂鴻，蔡志鵬.  鋼鐵研究學報. 1996(03)
[5]大型多孔氧槍噴頭射流速度分布的數(shù)學模型[J]. 張春霞，蔡志鵬，許志宏，梁云.  北京科技大學學報. 1995(S1)
[6]轉爐氧槍超音速射流速度衰減和分布參數(shù)的研究[J]. 張春霞，蔡志鵬，許志宏.  鋼鐵. 1995(09)
[7]轉爐氧槍噴頭的射流特性及其冶金效果[J]. 楊文遠，劉炳仁，朱立憲，胡勤東，高建軍，張德銘.  鋼鐵研究學報. 1995(03)
[8]氧槍射流的一些研究結果[J]. 吳鳳林.  冶金能源. 1989(03)
[9]氧氣煉鋼過程中射流與溶池作用的某些傳遞現(xiàn)象[J]. 蔡志鵬,馬恩祥,錢占民,楊劍青.  化工冶金. 1983(01)
[10]氧氣煉鋼過程中射流對熔池的作用[J]. 蔡志鵬,謝裕生,夏安武.  鋼鐵. 1980(01)



本文編號：3726507