隨著鋼材市場(chǎng)的日趨飽和,競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,鋼材市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量要求也越來越高。脫硫過程是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材的必要過程。噴吹法是其中一種最為典型和常見的脫硫方法。本文研究來源于鞍鋼集團(tuán)的噴吹脫硫方法,試圖改進(jìn)現(xiàn)有的噴槍的結(jié)構(gòu),通過數(shù)學(xué)方法和CFD軟件模擬,研究不同模型下的噴粉脫硫過程鐵水包內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng),更深入的了解其中的運(yùn)動(dòng)機(jī)理和溫度變化。本文以鞍鋼集團(tuán)某廠現(xiàn)在正在使用中的噴槍結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,運(yùn)用CFD軟件模擬了其在工作時(shí)鐵水包內(nèi)的流場(chǎng),以現(xiàn)存的其他結(jié)構(gòu)噴槍和與噴吹法相并存的KR機(jī)械攪拌法為基礎(chǔ),通過數(shù)學(xué)推演得出了理論上更加優(yōu)化的噴槍結(jié)構(gòu);建立了鐵水包內(nèi)鐵水的流場(chǎng)模型。采用CFD數(shù)值模擬軟件對(duì)鐵水包內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬,研究了其內(nèi)部流動(dòng)情況,以及噴入氣體對(duì)鐵水的攪拌行為,還進(jìn)一步分析了噴吹載氣速度分別為8m/s,10m/s時(shí),以及其在不同時(shí)間段對(duì)內(nèi)部流動(dòng)的影響和攪拌。同時(shí),本文選取了優(yōu)化的雙S五噴孔噴槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行了離散相的模擬,觀察了脫硫劑顆粒在進(jìn)入鐵水后的運(yùn)動(dòng)情況和工作階段結(jié)束后的大致分布情況。通過對(duì)優(yōu)化的噴槍結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)分析,驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性和優(yōu)越性�？紤]到脫硫噴槍的惡劣的工作條件,設(shè)定期間共有五次作...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題的背景
        1.1.2 課題的研究目的和意義
    1.2 脫硫噴槍的研究現(xiàn)狀
    1.3 各類常用脫硫劑的優(yōu)劣與選擇
        1.3.1 工業(yè)常用的脫硫劑
        1.3.2 四類常見脫硫劑對(duì)比
        1.3.3 脫硫劑的選擇
    1.4 脫硫噴槍的工作過程研究
        1.4.1 脫硫噴槍的工作過程
        1.4.2 脫硫噴槍使用破損
    1.5 選題背景和研究主要內(nèi)容
        1.5.1 選題背景和意義
        1.5.2 研究主要內(nèi)容
第2章 脫硫噴槍的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    2.1 脫硫設(shè)備和裝置
    2.2 常見的脫硫噴槍
        2.2.1 常見的脫硫噴槍結(jié)構(gòu)
        2.2.2 常見的脫硫噴槍特點(diǎn)
    2.3 衡量噴槍脫硫效率的動(dòng)力學(xué)因素
        2.3.1 均混時(shí)間
        2.3.2 粉劑穿透比
        2.3.3 停留時(shí)間
    2.4 噴槍結(jié)構(gòu)優(yōu)化構(gòu)想
    2.5 噴槍優(yōu)化結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)推論
        2.5.1 攪拌能密度和噴口數(shù)量的關(guān)系
        2.5.2 鎂粉脫硫劑顆粒透比和噴口數(shù)量的關(guān)系
    2.6 本章小結(jié)
第3章 噴吹過程多相流場(chǎng)的數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬方法
        3.1.1 流動(dòng)控制方程
        3.1.2 多相流的建模方法
    3.2 數(shù)值模擬的求解過程
        3.2.1 選擇數(shù)值計(jì)算模型和方法
        3.2.2 內(nèi)部流體模型的建立
        3.2.3 內(nèi)部流體模型網(wǎng)格劃分
        3.2.4 計(jì)算模擬過程物理參數(shù)的選擇
        3.2.5 邊界條件和初始化條件
    3.3 多相流場(chǎng)模擬結(jié)果分析
        3.3.1 單孔直筒型噴槍流場(chǎng)
        3.3.2 雙側(cè)孔直筒型噴槍原型流場(chǎng)
        3.3.3 S型雙側(cè)孔和四側(cè)孔噴槍流場(chǎng)
        3.3.4 優(yōu)化的雙S形五噴口噴槍流場(chǎng)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 脫硫劑顆粒的分布研究
    4.1 離散相模型
    4.2 連續(xù)相和離散相的動(dòng)量質(zhì)量交換
        4.2.1 動(dòng)量的交換
        4.2.2 質(zhì)量的交換
    4.3 離散相模擬求解過程
        4.3.1 選擇數(shù)值計(jì)算模型和方法
        4.3.2 計(jì)算模擬過程物理參數(shù)的選擇
    4.4 脫硫劑顆粒的擴(kuò)散與分布分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 脫硫噴槍使用過程溫度場(chǎng)研究
    5.1 噴槍模型傳熱分析理論基礎(chǔ)
    5.2 傳熱數(shù)值模擬的求解過程
        5.2.1 噴槍傳熱模型的建立原則
        5.2.2 噴槍傳熱有限元模型的建立
        5.2.3 模型材料的物理參數(shù)
        5.2.4 噴吹作業(yè)的傳熱系數(shù)的確定
        5.2.5 脫硫噴槍模擬單元溫度場(chǎng)
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3842899