氧槍是轉爐煉鋼中不可缺少的裝置,它的性能直接影響鋼的產(chǎn)量、質量、品種、原材料消耗及成本等主要經(jīng)濟指標。氧槍噴頭的評定標準主要是冶煉過程中的氧射流特性。在氧氣頂吹轉爐煉鋼過程中,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,對熔池起機械攪拌作用。若機械攪拌作用強且均勻,則有利于冶煉過程中的化學反應平穩(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爐工作原理和指導氧氣頂吹轉爐實際冶煉有重要意義。鑒于此,本文以某鋼廠260t轉爐5孔氧槍為原型,針對轉爐冶煉過程中存在的問題,進一步改進噴頭特性。首先重新設計出傳統(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爐的1:7水力學模型,考察了不同操作參數(shù)下的沖擊坑形態(tài)及熔池內攪拌能力,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理,分析了熔池內...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：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 氧氣頂吹轉爐煉鋼的特征
        1.4.1 氧氣射流流股運動規(guī)律
        1.4.2 氧氣流股與熔池之間的相互作用
        1.4.3 熔池運動
    1.5 研究方法
        1.5.1 數(shù)值模擬
        1.5.2 水力學模擬
    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)學模型及邊界條件的建立
        2.2.1 模型假設
        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
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 實驗結果分析
        3.5.1 沖擊坑深度與槍位、流量的關系
        3.5.2 沖擊坑直徑與槍位、流量的關系
        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
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)學模型與邊界條件的建立
        4.2.1 模擬假設
        4.2.2 控制方程
        4.2.3 邊界條件的建立
    4.3 模擬結果及分析
        4.3.1 模型驗證
        4.3.2 氣液界面模擬與分析
        4.3.3 熔池內流場形成及特點
        4.3.4 熔池內部速度場分布
    4.4 本章小結
5.結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
作者簡介



本文編號：3741203