已有試驗表明變角氧槍對熔池的攪拌能力、冶煉效果和工藝指標(biāo)顯著高于非變角氧槍，課題組以唐鋼50t轉(zhuǎn)爐及氧槍的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)為基礎(chǔ)，采用Fluent軟件對變角和非變角氧槍氣體射流及其對熔池的作用機理進(jìn)行了研究。 根據(jù)氣體單相射流模擬，確定了噴孔傾角對射流速度、融合距離及有效沖擊面積的影響規(guī)律。與非變角氧槍相比，變角氧槍流股融合增加，可降低爐口濺出量；噴頭H（11°/11.5°）射流的融合距離最大；噴頭E（11.5°/12.5°）的有效沖擊面積最大。 在氣液兩相模擬的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了熔池弱攪拌區(qū)比率的統(tǒng)計方法。與非變角氧槍相比，變角氧槍的攪拌能力更強，熔池速度分布更均勻，對角噴孔傾角相差1°時，熔池的弱攪拌區(qū)比率更低、對熔池的攪拌能力更強；9個噴頭中，噴頭D（11°/12°）作用下熔池中弱攪拌區(qū)比率最小。 通過示蹤劑濃度變化和被自由面捕獲幾率相結(jié)合的方式，構(gòu)建了熔池混勻時間的數(shù)值模擬方法。與非變角氧槍相比，變角氧槍的熔池混勻時間最短；與0.5°相比，對角噴孔變角1°更利于縮短熔池混勻時間；相同槍位下，噴頭D作用下熔池混勻時間最短，對熔池的攪拌能力最強。

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1超音速射流區(qū)域

第1章文獻(xiàn)綜述區(qū)域包括：核心段，過渡段，以及亞音速充分發(fā)展區(qū)域。核心段的射流速度與氧槍射流的出口速度相同，射流受到周圍氣體的影響，逐漸衰減。軸線速度在距氧槍出口3～7De內(nèi)基本不受影響。如圖1所示，圓錐區(qū)域為核心段，即：噴頭出口處的速度保持不變一直到圓錐頂點這段距離....

圖2射流作用下熔池流動示意圖

cm。我們發(fā)現(xiàn)，為了保證熔池獲得較沖擊面積。但是，由于轉(zhuǎn)爐的高溫?fù)裘娣e目前沒有可以依據(jù)的計算公積達(dá)到40%便可滿足冶煉要求。用下的流動池形成凹坑，排出的氣流層與射出的氣體與金屬溶液速度差較大坑外運動，形成了一個“凸臺”體，這樣就形成了以凹坑最低點

圖3氧槍射流計算域

1600mm情況下，氧氣射流自噴孔噴出后進(jìn)入到一個沒有盛放鋼液的轉(zhuǎn)爐內(nèi)，為了減少計算時間，根據(jù)噴頭的對稱性將模型的四分之一作為計算域，噴頭結(jié)構(gòu)和計算域如圖3所示。數(shù)值模擬采用流體動力學(xué)軟件FLUENT6.3，后處理采用Tecplot360。將計算域進(jìn)行劃分，網(wǎng)格節(jié)點約90000....

圖4不同噴頭氧氣射流流場

(a)噴頭A(b)噴頭B(c)噴頭C(d)噴頭D（e)噴頭E(f)噴頭F

本文編號：4055870