側(cè)頂復(fù)吹條件下AOD轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)流體流動現(xiàn)象的數(shù)學(xué)和物理模擬.pdf

1、上海大學(xué)博士學(xué)位論文側(cè)頂復(fù)吹條件下AOD轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)流體流動現(xiàn)象的數(shù)學(xué)和物理模擬姓名：史國敏申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：鋼鐵冶金指導(dǎo)教師：魏季和20071201上海大學(xué)博士學(xué)位論文(2007)Abstract氣體射流的反沖現(xiàn)象具有自己的特征。在側(cè)頂復(fù)吹條件下，側(cè)槍主槍氣流對水平側(cè)吹氣體射流的反沖現(xiàn)象具有決定性的作用：副槍氣體射流對之有明顯的抑制和緩解效應(yīng)；頂吹氣體射流則使之變得較均勻，同時使反沖強(qiáng)度(壓力)增大。在側(cè)頂復(fù)吹條件下，熔池內(nèi)液體的

2、循環(huán)運(yùn)動也是引起水平側(cè)吹氣體射流反沖現(xiàn)象的另一個重要原因。浮力對側(cè)吹氣體射流的反沖有相當(dāng)大的影響，它不僅使之強(qiáng)度增大，而且使?fàn)t襯蝕損區(qū)域擴(kuò)大。與純側(cè)吹相比，在側(cè)頂復(fù)吹條件下，浮力對側(cè)吹反沖強(qiáng)度的增大作用相對要弱，但由于與頂吹射流沖力的相互作用，使反沖力的作用區(qū)域，即爐襯受損區(qū)域更大。對應(yīng)于本工作給定的側(cè)槍支數(shù)及側(cè)吹和頂吹氣量，在180～270范圍內(nèi)，合宜地增大相鄰兩側(cè)槍間的夾角有利于緩解側(cè)吹氣體射流反沖的影響。相對而言，對于給定的側(cè)吹和

3、頂吹氣量，采用7槍2250或6槍270的側(cè)槍配置時，無論是純側(cè)吹還是側(cè)頂復(fù)吹過程，爐襯的受損程度都比采用其它配置要輕?；跉庖灰弘p流體模型和湍流的修正缸族型，提出了純側(cè)吹條件下AOD轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)流體流動的數(shù)學(xué)模型，確定了模型的有關(guān)參數(shù)?？紤]到氣體的加熱摩擦流動，在側(cè)吹用套管式等截面噴槍內(nèi)氣流特性參數(shù)計算和氣流與鋼液間傳熱估算的基礎(chǔ)上，合理確定了側(cè)吹氣體的入口參數(shù)；應(yīng)用該模型對該120tAOD轉(zhuǎn)爐及線尺寸為其1／4的水模型裝置內(nèi)的流體流動作

4、了模擬和計算，考察了側(cè)槍支數(shù)和相鄰兩槍間夾角的影響。結(jié)果表明，該模型可以相當(dāng)可靠地模擬AOD爐內(nèi)液體的流動；在多股氣流和液體的相互作用下，整個熔池流體處于活潑的攪拌和循環(huán)運(yùn)動狀態(tài)，不存在明顯的“死區(qū)“；側(cè)槍支數(shù)的變化沒有改變?nèi)鄢貎?nèi)氣體攪拌和液體流動的基本特征，也不會改變?nèi)鄢貎?nèi)液相的湍流動能和含氣率分布規(guī)律，但在相同側(cè)槍夾角和側(cè)吹氣量下，槍數(shù)的減少使氣體的攪拌強(qiáng)度增大，從而使流場、湍流動能和含氣率分布發(fā)生局部變化，采用6槍27。噴吹比7槍