在超低碳鋼的生產(chǎn)中,RH精煉是不可或缺的一環(huán),RH精煉的效果直接關(guān)系著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。針對酒鋼CSP流程DC04鋼RH精煉過程中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題,本文通過數(shù)值模擬研究了RH內(nèi)鋼液的流動(dòng)、脫碳、脫氧過程鋁塊熔化以及夾雜物的聚合去除,主要內(nèi)容如下：(1)RH內(nèi)的流體流動(dòng)對RH精煉效果有重要的影響,本文通過深入分析RH內(nèi)多相流特點(diǎn),建立了RH內(nèi)三維非穩(wěn)態(tài)多相流動(dòng)的歐拉非均相數(shù)學(xué)模型,據(jù)此分析了鋼包、浸漬管以及真空室的流場,研究了提升氣體流量以及浸漬管內(nèi)徑等工藝參數(shù)對鋼液循環(huán)流量影響。結(jié)果表明,增加提升氣體流量,增大浸漬管內(nèi)徑均能收到提高循環(huán)流量的效果。關(guān)于鋼液的混勻,針對傳統(tǒng)混勻定義采用局部混勻時(shí)問表征整體混勻的不足,本文從鋼液整體均勻性出發(fā),引入標(biāo)準(zhǔn)差的概念,重新定義熔池中示蹤劑濃度標(biāo)準(zhǔn)差S=1%的時(shí)間為混勻時(shí)問,據(jù)此計(jì)算了鋼液的整體混勻時(shí)間。在模擬計(jì)算中,根據(jù)本文所提混勻概念計(jì)算熔池混勻時(shí)間能夠更好地反映熔池整體混勻性；在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)盡可能多的布設(shè)測量點(diǎn),并監(jiān)測其濃度標(biāo)準(zhǔn)差變化,應(yīng)用本文所提混勻概念計(jì)算其混勻時(shí)間,代替以測量點(diǎn)的局部混勻時(shí)間最大值或均值來表征整體混勻時(shí)間：(2)酒鋼CSP...

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 爐外精煉
    2.2 RH精煉
        2.2.1 RH精煉技術(shù)的發(fā)展
        2.2.2 RH精煉過程流動(dòng)混合研究
        2.2.3 RH精煉過程脫碳研究
        2.2.4 RH精煉過程夾雜物研究
    2.3 研究目的和研究內(nèi)容
3 RH內(nèi)流動(dòng)計(jì)算
    3.1 物理模型
    3.2 數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 定解條件
    3.3 RH內(nèi)鋼液流動(dòng)
    3.4 流動(dòng)數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證
    3.5 工藝參數(shù)對循環(huán)流量的影響
        3.5.1 提升氣體流量對循環(huán)流量的影響
        3.5.2 浸漬管內(nèi)徑對循環(huán)流量的影響
        3.5.3 浸漬管插入深度對循環(huán)流量的影響
        3.5.4 真空度對循環(huán)流量的影響
    3.6 工藝參數(shù)對鋼液混勻的影響
        3.6.1 混勻的傳統(tǒng)定義和新定義
        3.6.2 提升氣體流量對鋼液混勻的影響
        3.6.3 浸漬管內(nèi)徑對鋼液混勻的影響
    3.7 爐渣內(nèi)部流動(dòng)及傳質(zhì)
    3.8 小結(jié)
4 RH內(nèi)脫碳計(jì)算
    4.1 RH內(nèi)脫碳反應(yīng)原理
    4.2 數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 定解條件
    4.3 RH脫碳模型驗(yàn)證
        4.3.1 廢氣分析
        4.3.2 結(jié)果對比
    4.4 鋼液中碳的分布
    4.5 真空室底面積對脫碳的影響
    4.6 循環(huán)流量對脫碳的影響
    4.7 真空壓降模式對脫碳的影響
    4.8 脫碳后氧濃度對脫碳的影響
    4.9 小結(jié)
5 脫氧過程Al塊熔化計(jì)算
    5.1 數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 Al塊運(yùn)動(dòng)方程
        5.1.2 傳熱方程
        5.1.3 定解條件
    5.2 求解方法
    5.3 模型驗(yàn)證
    5.4 Al塊熔化路線
    5.5 鋼液流動(dòng)對Al塊熔化的影響
    5.6 Al塊原始半徑對Al塊熔化的影響
    5.7 Al塊初始溫度對Al塊熔化的影響
    5.8 小結(jié)
6 RH內(nèi)夾雜物聚合、長大及去除計(jì)算
    6.1 顆粒聚合長大控制方程
    6.2 PBE的數(shù)值解法
        6.2.1 精確解(Exact Solution)
        6.2.2 顆粒分組法(PSG法)
        6.2.3 區(qū)間平均法(CA法)
    6.3 RH內(nèi)夾雜物聚合、長大及去除數(shù)學(xué)模型
    6.4 CA法準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    6.5 計(jì)算域劃分對結(jié)果的影響
    6.6 鋼液中夾雜物的聚合去除
        6.6.1 三種碰撞機(jī)理比較
        6.6.2 鋼液中夾雜物的分布
    6.7 脫碳后氧濃度對夾雜物聚合的影響
    6.8 鋼液流動(dòng)對夾雜物去除的影響
    6.9 小結(jié)
7 結(jié)論和展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3854473