吹氬水口壁面氬氣膜形成和穩(wěn)定行為的研究

發(fā)布時間：2020-11-13 02:10

　　在連鑄生產(chǎn)中,中間包上水口吹氬技術(shù)常被使用以防止水口堵塞。本文通過理論分析和水模型的實驗研究方法,研究了工藝參數(shù)對氬氣泡生成、脫離上水口內(nèi)壁氣泡臨界直徑、上水口內(nèi)壁氬氣泡膜形成和遷移行為的影響、下水口內(nèi)氣泡尺寸及氣泡運動行為的影響規(guī)律。理論分析結(jié)果表明,當(dāng)透氣磚內(nèi)透氣孔極小、透氣孔分布均勻時,吹氬上水口內(nèi)壁氣膜表現(xiàn)形式為連續(xù)氣膜;當(dāng)透氣磚內(nèi)透氣孔直徑相對較大、氣孔數(shù)相對較少時,氬氣膜的表現(xiàn)形式為氣泡鏈?zhǔn)綒饽�。隨吹氬量和水口壁面切線方向與垂直方向的夾角增大、透氣孔直徑和有效透氣孔數(shù)量的減小時,脫離水口內(nèi)壁的氬氣泡臨界直徑減小,在上水口下部脫離水口內(nèi)壁氣泡的臨界直徑大。水模型試驗結(jié)果表明,隨著吹氣量的增加,水口內(nèi)壁氣泡鏈數(shù)量逐漸增多;在上水口下部,由于氣泡鏈的疊加,出現(xiàn)氣幕。隨著水流量的增加,氣泡鏈重疊部分越多,連續(xù)氣幕范圍越大。隨著上水口的位置下移,氣泡向下的遷移速度呈減小趨勢;而氣泡速度隨拉坯速度的增大而增大。吹氣量一定時,隨水流量增加,氣泡鏈離壁面的平均距離逐漸減少;水流量一定時,隨著吹氣量增加,氣泡鏈離壁面平均距離逐漸增大。本研究明確了吹氬上水口中氬氣泡的形成行為、遷移行為、分布狀態(tài),可為提出水口壁面穩(wěn)定、連續(xù)氬氣膜的調(diào)控機制,優(yōu)化水口吹氬及上水口透氣性參數(shù),防止中間包水口堵塞提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

狀態(tài)圖,水口,氬氣,狀態(tài)

利于防止水口堵塞，所提出的水口內(nèi)氣膜形成條件及不同參數(shù)對其影響規(guī)律對理解水口內(nèi)壁/鋼液界面氣膜形成有重要意義。圖2.3 吹入水口內(nèi)氬氣泡的四種狀態(tài)但是，BaiH 的實驗條件與實際水口吹氬條件存在差異性：所建立的水模型中，氣體是以單一微孔的形式吹入的，而中間包上水口吹氬中氣體是通過透磚的彌散氣孔進(jìn)入水口內(nèi)，其氬氣膜形成及沿水口內(nèi)壁向下遷移條件與實際情況差異性較大�？梢�，BaiH 的研究中沒有涉及到氣膜形成過程中鋼水靜壓力、上水口透氣性參數(shù)及流體的拖曳行為對氣膜形成和遷移的影響，在保證結(jié)晶器鋼渣界面穩(wěn)定和連鑄坯質(zhì)量的前提下，如何在水口內(nèi)壁與鋼液間形成穩(wěn)定、連續(xù)的氬氣膜及影響機制尚未提及。連鑄工藝中的中間包氣幕擋墻技術(shù)[37-40]、精煉工藝中的鋼包吹氬技術(shù)[41]也涉及到鋼液吹氬問題

氣泡圖,氣泡,壁面,剖面