電渣重熔保護(hù)氣模擬仿真及保護(hù)罩優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、電渣重熔以優(yōu)良的冶金反應(yīng)條件及獨(dú)特的凝固結(jié)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(zhì)量。然而，在生產(chǎn)大型鋼錠時，電渣爐受設(shè)備條件限制，鋼中氫、氧等有害氣體無法有效去除。目前國內(nèi)外百噸級大型電渣爐的氣體保護(hù)罩結(jié)構(gòu)簡單，保護(hù)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(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理的保護(hù)罩，對提高鋼錠質(zhì)量、節(jié)約生產(chǎn)成本具有重要的意義。
　　本文通過高溫實(shí)驗(yàn)，對大氣下和保護(hù)氣氛下的電渣重熔過程鋼中氫

2、、氧含量的變化進(jìn)行研究，通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對比，證實(shí)保護(hù)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(jì)算流體動力學(xué)為理論基礎(chǔ)，建立數(shù)學(xué)模型的基本控制方程，對控制方程進(jìn)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(nèi)氣體流動的特點(diǎn)，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(nèi)保護(hù)氣流動與換熱的數(shù)學(xué)模型。
　　通過對大型電渣爐

3、內(nèi)保護(hù)氣流場和溫度場的數(shù)值模擬分析，得到不同保護(hù)罩結(jié)構(gòu)對保護(hù)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(nèi)壓力隨之增加，保護(hù)罩內(nèi)部壓力也相應(yīng)增大;隨著進(jìn)氣口孔徑的減小，保護(hù)罩下方壓力梯度增大，壓力分布愈不均勻，負(fù)壓的區(qū)域變大。根據(jù)電渣爐保護(hù)罩對大型電渣爐內(nèi)流場影響的規(guī)律，優(yōu)化設(shè)計(jì)了保護(hù)罩。
　　通過對不同出口壓力、供氣參數(shù)下電渣爐內(nèi)保護(hù)氣流場和溫度場的數(shù)值模擬，確定了保護(hù)氣的合理出口壓力;確定了渣面深度與保護(hù)氣供氣流量的關(guān)系