140吨lf精炼炉内夹杂物行为的物理模拟.研究

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1、独创性声明学位做储躲冲日期：矽乡，7．2J学位论文版权使用授权书作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：矽少6-3o．I-东北大学硕士学位论文140吨LF精炼炉内钢的纯净度对其产品性能、强度夹杂物控制是洁净钢生产的重要内容相关。LF作为炉外精炼的重要手段，具有白渣精炼、埋弧加热和氩气搅拌等多种精炼功能，其中钢包吹氩搅拌在整个LF精炼过程中起着举足轻重的作用。为此，本文以国内某钢厂140tLF为原型，在分析总结前人工作的基础上，利用相似原理建立了比例为1：7的物理模型，对LF精炼炉内夹杂物的去除行为进

2、行了定量和深入的研究，旨在揭示夹杂物去除机理，探索影响夹杂物去除的主要因素。主要研究内容和结果如下：(1)首先确立模拟夹杂物选择的理论标准，以保证模型与原型夹杂物的运动相似。在此基础上选择一种可以模拟夹杂物碰撞聚合这一重要物理行为的模拟介质，从而更真实地再现夹杂物在钢液中的行为。(2)研究了底吹气钢包夹杂物的去除机理。双透气砖喷吹条件下，夹杂物的去除主要分两方面：在较小吹气量范围内(150．300NL／min)，夹杂物主要通过透气砖吹气产生的大量弥散的小气泡捕获夹杂物后一起上浮去除；在较大吹气量范围内(350—550NL／min)，主要通过吹气形成的钢液循环流动输送夹杂物到钢包

3、的近表面层并通过上浮去除。(3)重点研究了钢包底吹氩条件下吹氩量、吹氩时间、透气砖布置方式、吹氩模式等对夹杂物去除行为的影响。结果表明：采用双透气砖吹氩，不同吹气量条件下在不同的时间段内夹杂物的去除率不同。夹杂物的去除行为主要发生在吹气后的前8分钟内，且0-4min时间段内夹杂物去除最快，吹氩28min后夹杂物已几乎全部去除。吹气量在较大、较小气量范围内均有一个最佳去夹杂气量，分别为450NL／min和250NL／min，且450NL／min的吹气量去夹杂效果较优；在相同吹气量条件下，单透气砖喷吹对夹杂物的去除效果不如双透气砖；复合吹气模式下，前16min用450NL／min的

4、吹气量后12分钟内用250NL／min的复合喷吹模式有较好的去夹杂效果。关键词：LF精炼；底吹氩；夹杂物行为；流体流动特征；物理模拟·II·‘东北大学硕士学位论文AbstractPhysicalModelingoftheBehaviorofNon·-metallicInclusionsin140TonsLadleFumaceAbstractThesteelcleanlinesshasadirecteffectontheperformance，strength，corrosionresistancepropertyandbrittlefailureresistanceofstee

5、l．Sofar,thecontrolofnon-metallicinclusionshasbeenoneofimportanttechnologiesfortheproductionofcleanlinesssteelrelatedtothoseprocessesofsteelmaking,secondaryrefiningandcontinuouscastingandSOon．Asoneoftheimportantsecondaryrefiningprocesses，LFhasthemainfunctionsofrefininginwhiteslag,submergedarc

6、heating,stirringwithargonblowingandSOon．Andamongthefunctions，argonblowingplaysasignificantlyimportantroleinLFrefiningprocess．Inthepaper,using140tLFinadomesticsteelplantastheprototype，one1／7scalewatermodelWasbuiltandthebehaviorofnon-metallicinclusionsWasinvestigatedquantitativelywiththeaimtou

7、nderstandthemechanismoftheinclusionremovalandthemaineffectsontheefficiencyofinclnsionremoval．Themainconclusionswereasfollows：(1)Firstly,acriteriontoselectthesimulatedinclusionsinwatermodelWasestablishedtoensurethesimilarityininclusionstrajectoriesb