氧槍是轉(zhuǎn)爐煉鋼中不可缺少的裝置,它的性能直接影響鋼的產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、原材料消耗及成本等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。氧槍噴頭的評定標(biāo)準(zhǔn)主要是冶煉過程中的氧射流特性。在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中,氧氣經(jīng)過氧槍噴頭噴出,形成氧射流,沖擊在熔池表面,并穿入熔池,對熔池起機(jī)械攪拌作用。若機(jī)械攪拌作用強(qiáng)且均勻,則有利于冶煉過程中的化學(xué)反應(yīng)平穩(wěn)和快速的發(fā)生。因此,研究氧槍射流行為及與熔池相互作用問題,對于了解氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工作原理和指導(dǎo)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐實際冶煉有重要意義。鑒于此,本文以某鋼廠260t轉(zhuǎn)爐5孔氧槍為原型,針對轉(zhuǎn)爐冶煉過程中存在的問題,進(jìn)一步改進(jìn)噴頭特性。首先重新設(shè)計出傳統(tǒng)的等流量等角度六孔氧槍和新型的變流量變角度六孔氧槍;其次建立了轉(zhuǎn)爐可壓縮氧氣射流三維CFD的模型,研究了傳統(tǒng)六孔氧槍和新型六孔氧槍的射流特性和聚并行為,并比較了與熔池相互作用的沖擊面積;然后建立了頂吹煉鋼轉(zhuǎn)爐的1:7水力學(xué)模型,考察了不同操作參數(shù)下的沖擊坑形態(tài)及熔池內(nèi)攪拌能力,為數(shù)值模擬提供驗證依據(jù);最后建立了二維氣液兩相流模型,研究了高溫條件下的射流與熔池之間相互作用,并探究了射流沖擊熔池的氣液界面行為,揭示了液滴噴濺的機(jī)理,分析了熔池內(nèi)...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
符號表
1.緒論
    1.1 引言
    1.2 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的發(fā)展歷程
    1.3 氧槍概述
        1.3.1 氧槍的分類
        1.3.2 氧槍的工藝要求
    1.4 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的特征
        1.4.1 氧氣射流流股運(yùn)動規(guī)律
        1.4.2 氧氣流股與熔池之間的相互作用
        1.4.3 熔池運(yùn)動
    1.5 研究方法
        1.5.1 數(shù)值模擬
        1.5.2 水力學(xué)模擬
    1.6 射流行為及與熔池相互作用研究現(xiàn)狀
    1.7 研究目的與意義
    1.8 本課題研究內(nèi)容
    1.9 本課題創(chuàng)新性
2.多孔氧槍射流行為的數(shù)值模擬
    2.1 物理模型的建立
        2.1.1 傳統(tǒng)六孔氧槍和新型六孔氧槍的尺寸確定
        2.1.2 物理模型的建立與網(wǎng)格的劃分
    2.2 數(shù)學(xué)模型及邊界條件的建立
        2.2.1 模型假設(shè)
        2.2.2 控制方程
        2.2.3 湍流模型的選取
        2.2.4 邊界條件的建立
    2.3 模擬結(jié)果及分析
        2.3.1 射流中心線上各參數(shù)分布規(guī)律
        2.3.2 聚并行為
        2.3.3 沖擊面積
    2.4 本章小結(jié)
3.多孔氧槍射流與熔池作用的物理模擬
    3.1 實驗原理
    3.2 實驗裝置
    3.3 實驗參數(shù)確定
        3.3.1 槍位
        3.3.2 頂吹流量
    3.4 實驗數(shù)據(jù)處理
        3.4.1 沖擊坑尺寸
        3.4.2 混勻時間
    3.5 實驗結(jié)果分析
        3.5.1 沖擊坑深度與槍位、流量的關(guān)系
        3.5.2 沖擊坑直徑與槍位、流量的關(guān)系
        3.5.3 傳統(tǒng)六孔氧槍與新型六孔氧槍的混勻時間對比分析
    3.6 本章小結(jié)
4.多孔氧槍射流與熔池作用的數(shù)值模擬
    4.1 物理模型的建立
    4.2 數(shù)學(xué)模型與邊界條件的建立
        4.2.1 模擬假設(shè)
        4.2.2 控制方程
        4.2.3 邊界條件的建立
    4.3 模擬結(jié)果及分析
        4.3.1 模型驗證
        4.3.2 氣液界面模擬與分析
        4.3.3 熔池內(nèi)流場形成及特點(diǎn)
        4.3.4 熔池內(nèi)部速度場分布
    4.4 本章小結(jié)
5.結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
作者簡介



本文編號：3741203