微细夹杂物上浮速率及影响因素研究
发布时间：2022-07-19 16:20
钢液中未上浮去除的夹杂物在很大程度上会导致铸坯质量缺陷,夹杂物的上浮去除速度决定其在钢液中的含量,因此对于上浮匀速速率的研究是十分必要的。通过物理模拟的方法,一方面,探讨形状修正系数和分形维数对夹杂物粒子匀速速率的影响;另一方面,计算不同润湿角下不同尺寸夹杂物的匀速上浮速率,通过二次拟合得到基于润湿角修正后的Stokes方程,并验证修正后Stokes方程的合理性。研究结果表明,夹杂物匀速速率与其分形维数密切相关,不同形状的夹杂物,上浮的轨迹不同,边缘越复杂,模型轨迹越弯曲,其中不规则夹杂物的轨迹更为明显,在一个周期内上浮轨迹呈S形,然后重复这种规律继续上浮;不同形状粒子的形状修正系数由大到小依次为初晶硅（3.52）>圆柱体（3.39）>树枝状（2.49）>长方体（2.40）>不规则（1.65）>类球形（1.0）,这与粒子的上浮去除速率有着必然的联系,可以作为影响粒子上浮去除难易程度的因素。此外,润湿角对不同尺寸夹杂物匀速上浮速率、上浮去除轨迹也有一定影响,润湿角越小,微细夹杂物上浮去除轨迹越竖直,反之,夹杂物润湿角越大,上浮轨迹越弯曲。润湿性能良好的条件下...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 不锈钢的发展
1.1.1 不锈钢的现状
1.1.2 不锈钢的展望
1.2 夹杂物的概况
1.2.1 夹杂物的来源
1.2.2 夹杂物对钢坯的不利影响
1.2.3 微细夹杂物对钢坯不利的影响
1.2.4 减少夹杂物的措施
1.3 影响微细夹杂物上浮的因素
1.3.1 夹杂物上浮速率的因素
1.3.2 夹杂物分形维数的研究
1.3.3 夹杂物润湿角的研究
1.4 研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 关键问题
1.4.3 课题的创新点
1.4.4 实验方案
第2章 微细夹杂物上浮速率的理论研究
2.1 微细夹杂物受力模型
2.2 分形维数对微细夹杂物上浮影响的理论研究
2.3 粒子的润湿性对其上浮速率影响的理论研究
第3章 不同形状微细夹杂物上浮速率的研究
3.1 单体夹杂物上浮速率的研究
3.1.1 实验装置及研究方法
3.1.2 不规则形状夹杂物的图片处理
3.1.3 单体夹杂物的上浮轨迹及速率分析
3.1.4 单体夹杂物形状修正系数
3.1.5 小结
3.2 团簇状夹杂物上浮过程研究
3.2.1 分形维数计算方法
3.2.2 团簇体粒子模型的二维分形维数
3.2.3 团簇体粒子模型的上浮轨迹及速率分析
3.2.4 小结
第4章 润湿角对微细夹杂物上浮速率的影响
4.1 粒子理论匀速速率与测量匀速速率对比研究
4.1.1 粒子理论上浮速率的理论研究
4.1.2 实验方法
4.1.3 粒子理论上浮速率与实际上浮速率的对比分析
4.1.4 小结
4.2 微细夹杂物润湿性对粒子上浮速率的影响
4.2.1 相似比例模型的建立
4.2.2 不同润湿性粒子的上浮轨迹及速率分析
4.2.3 Stokes方程的修正及验证
4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢中微细夹杂物定量分析技术与应用[J]. 许荣昌,张冠锋,刘美. 莱钢科技. 2015 (03)
[2]钢液中球状夹杂物颗粒受力情况的数值模拟[J]. 王耀,李宏,郭洛方. 北京科技大学学报. 2013(11)
[3]Floating Properties of Agglomerated Inclusion in Liquid Steel[J]. GUO Luo-fang,WANG Yao,LI Hong,LING Hai-tao. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2013(07)
[4]洁净钢生产实践概述[J]. 徐志成. 科技视界. 2013(15)
[5]钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系[J]. 郭洛方,李宏,王耀. 钢铁研究学报. 2012(10)
[6]钢中夹杂物形貌特征的定量描述方法及其与上浮速度的关系[J]. 郭洛方,李宏,王耀. 冶金分析. 2012(09)
[7]应用分形理论研究钢液中固态夹杂物的凝聚及上浮特性[J]. 郭洛方,李宏,王耀,凌海涛. 物理测试. 2012(04)
[8]Aggregation Kinetics of Inclusions in Swirling Flow Tundish for Continuous Casting[J]. YUE Qiang1, ZOU Zong-shu1, HOU Qin-fu2(1. School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China;2. Laboratory for Simulation and Modelling of Particulate Systems, School of Materials Science andEngineering, University of New South Wales, Sydney NSW 2052, Australia). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(05)
[9]Rational argon stirring for a 150-t ladle furnace[J]. Hai-yan Tang1), Jing-she Li1), Cui-hong Xie1), Shu-feng Yang1), Kai-ming Sun1,2), and De-song Wen1,2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Steelmaking Plant of Tianjin Pipe Corporation Ltd., Tianjin 300301, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(04)
[10]宝钢洁净钢生产工艺技术开发的回顾与展望[J]. 崔健,黄宗泽,郑贻裕,蒋晓放. 宝钢技术. 2009(S1)
硕士论文
[1]唐钢板坯夹杂物研究[D]. 安振亮.河北联合大学 2012
[2]板坯连铸中间包结构优化及底吹气模拟研究[D]. 曹雄.内蒙古科技大学 2009
[3]球形颗粒在静止溶液中自由上升行为研究[D]. 姜远新.大连理工大学 2009
[4]钢中夹杂物的来源及性质研究[D]. 吕士忠.中南大学 2007
[5]连铸过程钢中夹杂物行为的研究[D]. 常锷.武汉科技大学 2003
本文编号：3663743
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 文献综述
1.1 不锈钢的发展
1.1.1 不锈钢的现状
1.1.2 不锈钢的展望
1.2 夹杂物的概况
1.2.1 夹杂物的来源
1.2.2 夹杂物对钢坯的不利影响
1.2.3 微细夹杂物对钢坯不利的影响
1.2.4 减少夹杂物的措施
1.3 影响微细夹杂物上浮的因素
1.3.1 夹杂物上浮速率的因素
1.3.2 夹杂物分形维数的研究
1.3.3 夹杂物润湿角的研究
1.4 研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 关键问题
1.4.3 课题的创新点
1.4.4 实验方案
第2章 微细夹杂物上浮速率的理论研究
2.1 微细夹杂物受力模型
2.2 分形维数对微细夹杂物上浮影响的理论研究
2.3 粒子的润湿性对其上浮速率影响的理论研究
第3章 不同形状微细夹杂物上浮速率的研究
3.1 单体夹杂物上浮速率的研究
3.1.1 实验装置及研究方法
3.1.2 不规则形状夹杂物的图片处理
3.1.3 单体夹杂物的上浮轨迹及速率分析
3.1.4 单体夹杂物形状修正系数
3.1.5 小结
3.2 团簇状夹杂物上浮过程研究
3.2.1 分形维数计算方法
3.2.2 团簇体粒子模型的二维分形维数
3.2.3 团簇体粒子模型的上浮轨迹及速率分析
3.2.4 小结
第4章 润湿角对微细夹杂物上浮速率的影响
4.1 粒子理论匀速速率与测量匀速速率对比研究
4.1.1 粒子理论上浮速率的理论研究
4.1.2 实验方法
4.1.3 粒子理论上浮速率与实际上浮速率的对比分析
4.1.4 小结
4.2 微细夹杂物润湿性对粒子上浮速率的影响
4.2.1 相似比例模型的建立
4.2.2 不同润湿性粒子的上浮轨迹及速率分析
4.2.3 Stokes方程的修正及验证
4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢中微细夹杂物定量分析技术与应用[J]. 许荣昌,张冠锋,刘美. 莱钢科技. 2015 (03)
[2]钢液中球状夹杂物颗粒受力情况的数值模拟[J]. 王耀,李宏,郭洛方. 北京科技大学学报. 2013(11)
[3]Floating Properties of Agglomerated Inclusion in Liquid Steel[J]. GUO Luo-fang,WANG Yao,LI Hong,LING Hai-tao. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2013(07)
[4]洁净钢生产实践概述[J]. 徐志成. 科技视界. 2013(15)
[5]钢中夹杂物的分形维数及其与形貌特征的关系[J]. 郭洛方,李宏,王耀. 钢铁研究学报. 2012(10)
[6]钢中夹杂物形貌特征的定量描述方法及其与上浮速度的关系[J]. 郭洛方,李宏,王耀. 冶金分析. 2012(09)
[7]应用分形理论研究钢液中固态夹杂物的凝聚及上浮特性[J]. 郭洛方,李宏,王耀,凌海涛. 物理测试. 2012(04)
[8]Aggregation Kinetics of Inclusions in Swirling Flow Tundish for Continuous Casting[J]. YUE Qiang1, ZOU Zong-shu1, HOU Qin-fu2(1. School of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China;2. Laboratory for Simulation and Modelling of Particulate Systems, School of Materials Science andEngineering, University of New South Wales, Sydney NSW 2052, Australia). Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(05)
[9]Rational argon stirring for a 150-t ladle furnace[J]. Hai-yan Tang1), Jing-she Li1), Cui-hong Xie1), Shu-feng Yang1), Kai-ming Sun1,2), and De-song Wen1,2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Steelmaking Plant of Tianjin Pipe Corporation Ltd., Tianjin 300301, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(04)
[10]宝钢洁净钢生产工艺技术开发的回顾与展望[J]. 崔健,黄宗泽,郑贻裕,蒋晓放. 宝钢技术. 2009(S1)
硕士论文
[1]唐钢板坯夹杂物研究[D]. 安振亮.河北联合大学 2012
[2]板坯连铸中间包结构优化及底吹气模拟研究[D]. 曹雄.内蒙古科技大学 2009
[3]球形颗粒在静止溶液中自由上升行为研究[D]. 姜远新.大连理工大学 2009
[4]钢中夹杂物的来源及性质研究[D]. 吕士忠.中南大学 2007
[5]连铸过程钢中夹杂物行为的研究[D]. 常锷.武汉科技大学 2003
本文编号：3663743
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