新型轻质钢包浇注料性能及应用仿真研究

发布时间：2023-01-07 10:18

　　摘要：我国是钢铁生产大国,但是近年来由于经济形势等原因导致钢铁企业利润率低。钢包是炼钢中的重要容器,为降低钢包炼钢能耗,提高能源利用率,钢包中多采用保温隔热材料。针对于目前对于钢包热行为研究的不足,基于理论与工程结合的原则,本文作出以下工作并得到相关结论： 1)别选取氧化铝空心球、页岩陶粒为骨料,进行轻质浇注料配比实验研究,通过改变骨料粒级配比,研究相关性能的尤其是热导率的变化规律。两种浇注料的热导率分别小于0.60W/（m-K）和0.22W/（m·K）,可以作为钢包永久层使用,并能够起到一定的保温效果。另外,结果表明,浇注料热导率随配比中大颗粒增加而减小,且热导率与抗折强度呈正相关。 2)以90t非精炼钢包为基础建立非稳态传热模型,建立烤包模型,发现使用轻质浇注料使得钢包在烘烤阶段外壁达到的温度相对于使用铝镁浇注料的钢包分别降低了74K和77K,轻质浇注料的使用延缓了温度在钢包衬体中的传递,需要改善烘烤机制,使得钢包蓄热加强,降低热冲击,减少热损失。 3)建立不同轻质浇注料厚度的盛钢模型,对钢包盛钢阶段进行仿真研究,发现使用轻质浇注料使得钢液温度盛钢阶段的温降降低,... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 轻质浇注料研究现状
    1.3 钢包热行为国内外研究现状
    1.4 研究内容及意义
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究意义
2 轻质钢包浇注料性能研究
    2.1 实验内容
        2.1.1 实验原料及配比方案
        2.1.2 测试内容及方法
    2.2 测试结果分析
        2.2.1 重烧线变化、体积密度、显气孔率
        2.2.2 热膨胀系数
        2.2.3 热导率与抗折强度
    2.3 本章小结
3 钢包热行为模型
    3.1 钢包热行为分析
    3.2 数学模型
        3.2.1 基本模型
        3.2.2 湍流模型
        3.2.3 多相流模型
        3.2.4 化学反应模型
        3.2.5 辐射换热模型
        3.2.6 固体壁面耦合传热模型
    3.3 边界条件
    3.4 计算方法
    3.5 本章小结
4 钢包温度场仿真
    4.1 烘烤阶段仿真及模型验证
    4.2 烤包温度场分析
        4.2.1 整体温度场分布
        4.2.2 永久层温度分布
    4.3 盛钢温度结果分析
    4.4 本章小结
5 钢包节能优化分析
    5.1 节能效果评价标准
    5.2 盛钢过程仿真结果
        5.2.1 钢液温度结果及分析
        5.2.2 钢包壁温结果及分析
    5.3 内衬温度场结果与分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3728450