70吨提钒转炉复吹工艺数理模拟研究

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1、万方数据公卷昙／J大-了UDC密级学位论文70吨提钒转炉复吹工艺数理模拟研究作者姓名：唐宏伟指导教师：陈敏教授东北大学材料与冶金学院胡育新厂长承德建龙特殊钢有限公司申请学位级别：硕士学科类别：工程学科专业名称：冶金工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：刘承军评阅人：互楠数枚张越南}良工程师东北大学2014年6月万方数据ADissertationinMetallurgicalEngineering㈣㈣㈣㈥舢JO124871PhysicalandNumericalSimulationonTopand

2、BottomCombinedBlownTechnologyin70tI71●_』』●^VananlUmEXtraCnonconverterByTangHongweiSupervisor：ProfessorChenMinDirectorHuYuxinNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的

3、说明并表示谢二￡E思。学位论文作者硌准乏锑1日期：≯∥／牛．；，>口学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。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：诒鼋吊签字日期：夕／／参．舌．乡口导师签名：两、每父签字日期：沙f牛．彦．如万方数据东北大学硕士学位论文摘要70吨提钒转炉复吹工艺数理模拟研究摘要根据相似理论

4、，以某厂70t提钒转炉为研究对象，利用1：8的物理模型通过冷态模拟，研究了底部供气元件布置方式、底吹流量等工艺参数对顶底复吹提钒熔池混匀时间的影响规律，考察了溅渣枪位、项底吹气量对溅渣量和溅渣均匀性的影响。建立了提钒转炉纯顶吹及复吹的数值模拟计算模型，利用Fluentl4．5软件对提钒转炉熔池内的流体流动进行了数值模拟。实验结果表明：(1)通过对比七种底吹布置下熔池的均混时间得出最佳的底吹布置为A4布置方案，该优化的底吹布置方案为：4支底枪分两组非对称布置在转炉底部0．42D和0．51D的两个圆周上，两条相应直径上的2支底枪的连线夹角为600。(2)给定顶吹流

5、量和枪位条件下，随着底吹流量增大，熔池混匀时间均呈减小的趋势。因此，本水模实验最佳的底吹流量是O．069Nm3／h。结合现场条件，取底吹流量为0．054Nm3／h，对应现场底吹流量140Nm3／h。(3)溅渣前期，采用顶吹流量24．84Nm3／h、枪位212。5mm、底吹流量0．054Nm3／h可获得较好溅渣效果；溅渣后期，采用顶吹流量23．18Nm3／h、枪位212．5mm、底吹流量0．054Nm3／h，可获得最佳溅渣护炉效果。(4)数学模拟得到的冲击坑深度是36a：3mm，与物理模拟实验数据的相对差为10％。数学模拟计算所得冲击坑半径是75士2mm，与物理

6、模拟实验数据的相对差为16．7％。物理模拟得到的均混时间为70s，相对差为10．3％，因此二者具有较好的吻合度。(5)针对现场原型的数学模拟，枪位为800mm时，冲击坑深度为299mm，冲击坑半径为307．5mm：枪位从1000mm下降到900mm，冲击坑深度增大95mm，冲击坑半径增大19mm；枪位从900mm下降到800mm，冲击坑深度增大14mm，冲击坑半径减小23mm，并且底吹对冲击坑的干扰作用不是十分明显，因此在考虑冲击坑对熔池混匀效果方面采取枪位范围为800mm～900mm。(6)相对于低枪位，高枪位下的熔池较为稳定但熔池内钢液流速较低，熔池底部“

7、死区”面积大，因此在现场条件允许的情况下采取低枪位有利于熔池搅拌。(7)相对于纯顶吹条件下的熔池内部流场，顶底复吹条件下的熔池内钢液的流速有所增大，尤其对纯顶吹条件下存在的熔池底部及大环流区搅拌加强，因此改善提钒转炉．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文摘要底吹供气方式尤为重要。(8)采用非对称底吹布置在熔池底部出现“环流”，有利于熔池的整体搅拌效果；与对称底吹布置相比，熔池内的钢液流动流速较为均匀且熔池中心区域速度增大，证明了A4底吹布置优于Al底吹布置的合理性。关键词：提钒转炉；底枪布置；均混时间；溅渣护炉；数理模拟．．IV．．万方数据东北大学硕士学位

8、论文AbstractPhysicala