單管RH真空精煉過程的數(shù)學(xué)物理模擬.pdf

1、單管RH是一種新型真空精煉設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精煉效率高、真空冶煉噴濺少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。提高單管RH鋼液循環(huán)流量、減少均混時(shí)間等對(duì)于提高真空精煉的效率有著積極的意義。
　　本文以150t單管RH與傳統(tǒng)RH為模型，通過物理與數(shù)學(xué)模擬兩種方法對(duì)其研究，揭示了不同工藝參數(shù)下鋼液循環(huán)流動(dòng)的規(guī)律，為單管RH真空精煉設(shè)備的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供技術(shù)支持。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:循環(huán)流量隨著氣體流量的增加而增加，均混時(shí)間隨著氣體流量的增加而減小。

2、在相同氣體流量下，循環(huán)流量隨著浸漬管插入深度增加而增加。橢圓形浸漬管與圓形浸漬管相比，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，橢圓形RH比傳統(tǒng)RH循環(huán)流量大15％以上;單管RH在均混時(shí)間上與橢圓形RH、傳統(tǒng)RH相比時(shí)間最少。單管RH鋼包底部吹氬位置位于距鋼包中心0.4R(R為浸漬管半徑)處時(shí)，均混時(shí)間最少。
　　數(shù)值模擬結(jié)果表明:當(dāng)吹氬流量為1000NL/min時(shí)，如果底吹透氣磚吹氬位置位于距鋼包中心0.4R(R為浸漬管半徑)時(shí)，此時(shí)單管RH內(nèi)鋼液循

3、環(huán)流量最大，為120.25t/min。吹氬流量對(duì)于單管RH內(nèi)鋼液循環(huán)流量的影響比較明顯，鋼液循環(huán)流量隨著吹氬流量的增加而增大。當(dāng)吹氬流量超過1000NL/min時(shí)，鋼液循環(huán)流量增加比較緩慢，在考慮到節(jié)約氬氣成本的基礎(chǔ)上，吹氬流量定為1000NL/min比較合理且經(jīng)濟(jì)。浸漬管插入深度對(duì)于鋼液循環(huán)流量的影響不是很顯著，單管RH浸漬管插入深度定為500mm-550mm比較合適。透氣磚數(shù)目對(duì)于單管RH鋼液流動(dòng)形態(tài)影響較大，只有一個(gè)透氣磚鋼液循環(huán)

4、流量最大，而多透氣磚鋼液均混時(shí)間較少。雙透氣磚排布的角度θ在一定范圍內(nèi)鋼液循環(huán)流量增加，當(dāng)超過最佳夾角θ時(shí)，鋼液循環(huán)流量開始減少，夾角θ的最佳值為60°。
　　將單管RH與傳統(tǒng)RH精煉過程鋼液流動(dòng)行為進(jìn)行對(duì)比，傳統(tǒng)RH鋼液的流動(dòng)速度大于單管RH鋼液流動(dòng)速度，因此傳統(tǒng)RH在浸漬管內(nèi)速度較大，對(duì)浸漬管內(nèi)壁沖刷嚴(yán)重。對(duì)于鋼包底部沖擊方面，單管RH對(duì)鋼包底部的沖擊弱于傳統(tǒng)RH。在工藝參數(shù)相同的情況下，在相同吹氬流量下(1000NL/min