RH真空精煉是一個(gè)涉及氣液兩相流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜的冶金過(guò)程,其循環(huán)脫氣是通過(guò)吹入氬氣驅(qū)動(dòng)鋼液來(lái)實(shí)現(xiàn)的,吹氬條件及氬氣泡在鋼液中的流動(dòng)行為對(duì)精煉效率的影響至關(guān)重要。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,各操作參數(shù)及結(jié)構(gòu)對(duì)循環(huán)精煉效率的具體影響難以準(zhǔn)確測(cè)量和定量研究。因此,通過(guò)物理模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的辦法來(lái)研究RH真空精煉過(guò)程已成為開(kāi)發(fā)RH新工藝、新裝置模型的主要手段,進(jìn)而達(dá)到提高精煉效率的目的。本文采用水模型模擬實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,將氣泡聚并、破碎等微觀行為與氣泡驅(qū)動(dòng)效率等宏觀特性相聯(lián)系,并考慮了吹氬角度和吹氬流量?jī)梢蛩貙?duì)循環(huán)流動(dòng)效率的協(xié)同影響,對(duì)RH精煉過(guò)程中多相流動(dòng)和混合特性以及氣泡驅(qū)動(dòng)效率作了深入研究。此外,在傳統(tǒng)RH真空精煉裝置基礎(chǔ)上提出了兩種新型浸漬管截面形狀的單純底吹真空循環(huán)精煉裝置,以及一種新型浸漬管截面形狀的側(cè)底復(fù)吹真空循環(huán)精煉裝置模型,并進(jìn)行了物理及數(shù)值模擬,本文主要研究工作如下：（1）以某鋼廠180tRH真空精煉裝置為原型,設(shè)計(jì)加工了幾何相似比為1：5的RH真空循環(huán)脫氣水模擬系統(tǒng),利用水模型試驗(yàn)進(jìn)行兩因素（噴吹角度和吹氬流量）作用下三水平的水模... 

【文章來(lái)源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：123 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

RH真空精煉工作原理示意圖

第２章ＲＨ真空精煉過(guò)程循環(huán)流量與混合特性的物理模擬??精煉裝置為原型，保證模型與原型的凡何相似，取原型與模型的幾何相似比為５：１，用??有機(jī)玻璃制作成水模型進(jìn)行試驗(yàn)，圖２．１為ＲＨ真空精煉裝置原型的尺寸及用有機(jī)玻璃??制作的水模型整體圖。??ｉＬ１?心與ＰＴ?１?…＾巧?Ｉ?ｒ?ＩＩ??Ｉ?Ｉ?－－－－Ｔ－－－－－－車(chē)＾?＇Ｉ？�。�?－ｌ－ｌｌ??ｉ??－ｔ—?１１?Ｉ?ｉ??Ｉ?＾?—］?Ｂｒ??Ｕ??４半－……－－?ｙ?ｉ??Ｉｌｌ?ＩＩ?，ｐ＂??Ｉ塵．」ｕ?ｌｊｌＪＥ２＾ＥＳｉ??圖２．１?ＲＨ真空精煉裝置原型尺寸及水模型整體圖??（ａ）?ＲＨ真空精煉裝置原型尺寸！腳ＲＨ模型整體圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?ｏｆ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ?ＲＨ?ｖａｃｕｕｍ?ｒｅｆｉｎｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ａｎｄ?ＲＨ?ｗａｔｅｒ?ｍｏｄｅｌ??圖２．２為ＲＨ真空精煉試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖，整個(gè)裝置由ＲＨ及鋼包水模型、氣源系統(tǒng)、??氣體分配器及輸送管路、真空系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)組成。真空系統(tǒng)包括真空累??（２Ｘ－１５型一臺(tái)）、真空計(jì)和調(diào)節(jié)閥。氣源系統(tǒng)由一臺(tái)空壓機(jī)供壓縮空氣模擬驅(qū)動(dòng)氣體。??測(cè)量?jī)x表包括玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)（ＬＺＢ型）測(cè)氣體流量、ＰＩＶ測(cè)液體流速、電導(dǎo)電極、真??空壓力表、電導(dǎo)率儀（ＤＤＳ－１１Ｃ型）和多通道數(shù)據(jù)記錄儀等。??——拍ＡＶ??Ａ?４??６?廣?又??—？?Ｉ?口??〇１?Ｉ?????質(zhì)凹丄??圖２．２試驗(yàn)系統(tǒng)不意圖??１－鋼包；２—供氣端：３－真空室；４－真空抽�。�??５－示蹤劑；６—電導(dǎo)率儀；７－計(jì)算

Ｈ下降管出口處的Ｒｅ超過(guò)１０４，屬于第二自�；瘏^(qū)范圍，只要保證原型與模型在管處的打數(shù)相等，即可保證二者的動(dòng)力學(xué)相似Ｗ。??．３丄１幾何相似??本試驗(yàn)Ｗ某鋼廠１８０ｔ?ＲＨ真空精煉裝置為原型，保證模型與原型的幾何相似，原型與模型的幾何相似比為５：１，用有機(jī)玻璃制作成水模型進(jìn)行試驗(yàn)，鋼包和ＲＨ型主要參數(shù)及尺寸見(jiàn)表２．１。??表２．１鋼包和ＲＨ水模型主要參數(shù)及尺寸??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?ａｎｄ?ｍａｉｎ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌａｄｌｅ?ａｎｄ?ＲＨ?ｍｏｄｅｌ?ｍｍ???測(cè)試裝置?鋼包部分?ＲＨ部分??上口直姪￣底部直徑￣真空室直徑真空室長(zhǎng)度插入管徑￣￣插入管長(zhǎng)￣￣浸入深度??原型?３０００?２巧２?４３４０?１７化?５１５２?３６０?１５９５?４３０??模型?６００?５１８?８６８?３５７?１０３０?１１２?３１９?９０??（１）噴嘴數(shù)量及其布置。工況條件下，１０個(gè)噴嘴在插入管上分上下兩層，毎層，每?jī)蓢娮扉g夾角為７２°。兩層軸線錯(cuò)開(kāi)％°形成互補(bǔ)，疊加后宏觀效果相當(dāng)于１０嘴均勻布置（噴嘴間夾角為％°），其噴嘴具體布置形式見(jiàn)圖２．３。??上巧坎布Ｓ?下巧巧布置??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]側(cè)底復(fù)吹RH精煉裝置內(nèi)的鋼液流場(chǎng)及循環(huán)流量[J]. 耿佃橋,雷洪,赫冀成.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(08)
[2]RH真空精煉過(guò)程循環(huán)流量的水模型研究[J]. 歐洪林,包燕平,岳峰,林路.  特殊鋼. 2011(03)
[3]Periodic flow characteristics during RH vacuum circulation refining[J]. Xin-gang Ai 1),Yan-ping Bao 1),Wei Jiang 2),Jian-hua Liu 1),Peng-huan Li 1),and Tai-quan Li 1) 1) Engineering Research Institute,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2) Journals Publishing Center,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(01)
[4]RH真空精煉吹氬參數(shù)對(duì)循環(huán)流動(dòng)影響的數(shù)值分析[J]. 王曉冬,王維娜.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2009(06)
[5]RH真空精煉循環(huán)流動(dòng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[J]. 王曉冬,王維娜.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(10)
[6]RH精煉循環(huán)流量?jī)?yōu)化的水模型研究[J]. 艾新港,包燕平,吳華杰,馬鑫,賈楠.  特殊鋼. 2009(03)
[7]RH精煉過(guò)程鋼液流動(dòng)行為與循環(huán)流量數(shù)值模擬[J]. 孫亮,艾立群,趙俊花,黃宗澤.  鋼鐵釩鈦. 2009(02)
[8]不同浸漬管參數(shù)下RH裝置內(nèi)鋼液流動(dòng)行為[J]. 耿佃橋,雷洪,赫冀成.  鋼鐵. 2008(02)
[9]RH精煉爐工藝[J]. 呂銘,付博,孟憲儉,王洪軍,倪培亮.  萊鋼科技. 2007(01)
[10]RH真空精煉工藝與裝備技術(shù)的發(fā)展[J]. 劉瀏.  鋼鐵. 2006(08)

博士論文
[1]鼓泡塔反應(yīng)器氣液兩相流數(shù)值模擬模型及應(yīng)用[D]. 李光.華東理工大學(xué) 2010
[2]RH真空精煉過(guò)程的數(shù)學(xué)物理模擬[D]. 耿佃橋.東北大學(xué) 2010
[3]氣液（漿）反應(yīng)器流體力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 王鐵峰.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]吹氬條件對(duì)RH真空精煉循環(huán)流動(dòng)影響的數(shù)值研究[D]. 閆熠.東北大學(xué) 2012
[2]RH處理過(guò)程鋼液流動(dòng)行為數(shù)值模擬研究[D]. 孫亮.河北理工大學(xué) 2009
[3]RH真空脫氣過(guò)程循環(huán)流動(dòng)的數(shù)值模擬[D]. 王維娜.東北大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3115953