鋼中夾雜物會(huì)破壞鋼材組織的統(tǒng)一性,多數(shù)夾雜物是有害的。去除夾雜物是煉鋼的主要任務(wù)之一。圍繞固、液態(tài)夾雜物在鋼液中上浮、與界面相互作用、渣中溶解去除等微觀過程,建立了一系列微觀模型,獲得如下結(jié)論:完善了基于受力分析的夾雜物穿越界面行為模型,模型考慮了夾雜物溶解和靜態(tài)停留;預(yù)測(cè)了夾雜物被界面截停后的位置及溶解過程;利用模型在統(tǒng)一的時(shí)間線上分析了夾雜物從上浮至最終消失所經(jīng)歷的物理、化學(xué)全過程,確定了夾雜物的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相對(duì)于溶解過程極其短暫;對(duì)于小尺寸夾雜物,物理穿越界面的過程是其限制性環(huán)節(jié);對(duì)于大尺寸的夾雜物,動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)階段溶解半徑減小只有2.5%,最終消失還需要通過在界面上側(cè)的靜態(tài)溶解來(lái)完成。建立了固態(tài)夾雜物穿越鋼-渣界面的流體動(dòng)力學(xué)模型,高精度地實(shí)現(xiàn)了固態(tài)夾雜物在鋼-渣兩相中運(yùn)動(dòng)行為的模擬并通過水模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證;模擬分析了固態(tài)夾雜物在鋼液中上浮、穿越鋼-渣界面的行為,揭示夾雜物去除過程的機(jī)理及規(guī)律;在所模擬三相物性條件下,半徑10-100μm夾雜物符合斯托克斯上浮,1000μm的夾雜物上浮速度只有斯托克斯速度的1/10;夾雜物存在能否穿越界面的臨界尺寸,大尺寸夾雜物穿過界面的概率更大,夾... 

【文章來(lái)源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１各類夾雜物變形示意圖??（１）脆性?shī)A雜物：主要是指呈串族狀的不變形的脫氧產(chǎn)物，在軋制時(shí)不??發(fā)生尺寸和形狀上的變化，但可以沿加工方向成串狀或點(diǎn)鏈狀排列，如ａｉ２〇３、??Ｃｒ２０３、尖晶石等

?鋼中非金屬夾雜物界面去除過程微觀模型研究???大、碰撞等理論研究較多，相應(yīng)的去除技術(shù)也得到了發(fā)展與應(yīng)用。??實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)在底吹氣體精煉鋼液的過程中，底吹氣流流股對(duì)鋼液形成??攪拌，攪拌能夠促進(jìn)潤(rùn)濕角（接觸角）大于９０°的非“親”鋼液的氧化鋁夾雜??物之間的碰撞長(zhǎng)大，形成簇狀?yuàn)A雜物。當(dāng)夾雜物和鋼液之間的潤(rùn)濕角小于９０°，??夾雜物不易聚集長(zhǎng)大，Ｋ．?Ｎａｋａｊｉｍａ［１８】在研究Ａｂ〇３—ＭｇＯ以及ＭｇＯ夾雜物??的運(yùn)動(dòng)行為時(shí)通過形態(tài)分析和理論分析，發(fā)現(xiàn)Ａｈ〇３—ＭｇＯ夾雜物在鋼液表??面上分布較散，在鋼液凝固過程中，不同于氧化鋁夾雜物，鎂鋁尖晶石夾雜??物并不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，如圖２－２所示。??＿??ｉｉ?．．?ｉｆ??瞧，匪，Ｄ??圖２－２?Ａｌ２０３—ＭｇＯ夾雜物在鋼液凝固過程中的分布??在冶金過程中主要在精煉和連鑄過程中依靠夾雜物自身浮力上浮或者吹??氣攪拌帶動(dòng)夾雜物上浮，促使夾雜物聚集長(zhǎng)大和吸附在內(nèi)壁來(lái)實(shí)現(xiàn)夾雜物的??去除［１９】。文獻(xiàn)［２Ｑ】通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算研宄表明中間包鋼液內(nèi)夾雜物碰撞－團(tuán)聚－??上浮是夾雜物去除的主要方式。??圖２－３氣泡粘附去除夾雜的兩種類型??－６?－??

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???目前很多研究工作者認(rèn)為氣泡粘附去除夾雜物和氣泡尾流去除夾雜物鋼??包中氣泡去除夾雜物的主要方式［２１＿２３］。??氣泡粘附去除夾雜物的過程為［２４］：氣泡向上運(yùn)動(dòng)接近夾雜物并和碰撞區(qū)??域中的夾雜物發(fā)生碰撞、夾雜物和氣泡之間形成液膜、夾雜物顆粒在繼續(xù)上??浮的氣泡上發(fā)生震蕩或在氣泡上滑移、液膜排液后破裂形成穩(wěn)定的氣－液－夾??雜物三相接觸、氣泡攜帶夾雜物上浮，氣泡吸附去除夾雜物的過程如圖２－３所??／ＪＮ?ｏ??楊虎林１２５１對(duì)氣泡尾流去除夾雜物的過程進(jìn)行了詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)氣泡尾流??不僅有助于夾雜物的上浮，而且在氣泡的尾部分為邊部尾流區(qū)和尾流上升取，??如圖２－４所示，氣泡的直徑越大，夾雜物粒子濃度越大都有利于氣泡尾流去??除夾雜物。氣泡尾流去除夾雜物的過程：夾雜物靠近氣泡的尾流邊界區(qū)、尾??流將夾雜物帶入尾流上升區(qū)、夾雜物隨尾流上升或脫離尾流區(qū)。??（１）泰、＇?（２）?４Ｙ?＜３）??Ｌ＿ｂ＿ｊ４?ｋ＿?ｆ?Ｌ＿ｆｃ＿Ｊ?ｆ??ｉｉ?＊?＾?ｉ！?Ｉ?ｈｒｔＷ??ａ?ｊ?＿?＊?ｊ?／／?＼＼?！ｖ?ｊ?／／?＼Ｎ?！??ｉ？卜?ｍ?ｔ：．?ｔ．－士??二?Ｋ?？??圖２－４氣泡尾流去除夾雜物示意圖??＿??圖２－５氣泡上升過程的＃結(jié)果??－７?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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