電渣重熔保護氣模擬仿真及保護罩優(yōu)化設計.pdf

1、電渣重熔以優(yōu)良的冶金反應條件及獨特的凝固結晶過程，可以有效地去除金屬中的各種有害夾雜，改善金屬的凝固質量。然而，在生產大型鋼錠時，電渣爐受設備條件限制，鋼中氫、氧等有害氣體無法有效去除。目前國內外百噸級大型電渣爐的氣體保護罩結構簡單，保護氣體消耗量大，并且很難將鋼中氫、氧含量控制到極低的水平。因此，設計一種結構合理的保護罩，對提高鋼錠質量、節(jié)約生產成本具有重要的意義。
　　本文通過高溫實驗，對大氣下和保護氣氛下的電渣重熔過程鋼中氫

2、、氧含量的變化進行研究，通過對實驗結果進行分析對比，證實保護氣氛可以有效阻止電渣重熔過程鋼中氫、氧含量的增加。
　　研究以計算流體動力學為理論基礎，建立數(shù)學模型的基本控制方程，對控制方程進行離散化處理，得到了三維穩(wěn)態(tài)問題的離散方程，根據(jù)電渣爐內氣體流動的特點，引入Realizable k-ε兩方程模型以及解決近壁區(qū)流動問題的壁面函數(shù)法?；贔LUENT軟件，建立了大型電渣爐內保護氣流動與換熱的數(shù)學模型。
　　通過對大型電渣爐

3、內保護氣流場和溫度場的數(shù)值模擬分析，得到不同保護罩結構對保護氣流場的影響規(guī)律:隨著排氣管截面尺寸的減小，電渣爐內壓力隨之增加，保護罩內部壓力也相應增大;隨著進氣口孔徑的減小，保護罩下方壓力梯度增大，壓力分布愈不均勻，負壓的區(qū)域變大。根據(jù)電渣爐保護罩對大型電渣爐內流場影響的規(guī)律，優(yōu)化設計了保護罩。
　　通過對不同出口壓力、供氣參數(shù)下電渣爐內保護氣流場和溫度場的數(shù)值模擬，確定了保護氣的合理出口壓力;確定了渣面深度與保護氣供氣流量的關系