差使钢液由环流管进入真空室进行脱气，同时从两根环流管之上升管吹入驱动气体通常为氩气，利用气泡泵原理抽引钢液流过真空室和下降管回入钢包，产生连续的循环流动，在这种循环运动中钢液分批进入真空室并得以精炼。精炼的工艺特点真空脱碳过程具有较强的脱碳功能，在处理周期内生产的超低碳钢真空脱气可生产，的纯净钢液脱硫采用，等处理后可以生产的超低硫钢脱磷经喷粉处理后可生产的超低磷钢升温采用处理，可降低转炉出钢温度法加铝吹氧可使钢液提温，最大升温达均匀钢液温度可保证连铸中间包钢液温度波动不大于均匀钢液成分和去除夹杂物，可生产全氧含量超纯净钢进行合金微调几乎可生产全部钢种，其中包括锻造用钢高强钢结构钢轴承钢工具钢不锈钢电工钢深冲钢等。精炼的冶金功能脱碳真空脱碳是利用气泡泵原理使钢液在真空室和钢包之间产生循环流动主要靠钢液中的氧在低压下进行脱碳脱碳速率可示为等提出脱碳反应的表观速率常数为钢液体积环流量和碳的体积传质系数的函数式中，时刻和初始瞬刻的碳含量脱碳反应的表观速率常数脱碳时间钢液体积环流量钢液体积碳的体积传质系数。由式和可知，主要可从两方面促进行脱碳，即增大环流量和体积传质系数。但是当碳含量降支持着我，有幸认识你们是我的莫大幸运。最后，还要感谢我的父母，他们多年的默默支持直是我学习和生活的最大动力。不论我遇到多大的困难和挫折，他们始终陪伴着我，并且坚定的支持和鼓励我。衷心地感谢所有曾经帮助过我的人,题目精炼钢拟研究学院专业学号学生姓名指导教师日期真空精炼是目前钢铁生产中普遍使用的自第台精炼装置于年问世至今，精炼技术获得了广泛应用和迅速发展。已由原先的单纯脱气扩展为还能脱除碳氧硫和夹杂以及升温调整成分等多种功能的精炼技，在众多的炉外精炼方法中占据了主导地位。从宏观上说，精炼反应的关键性限制环节在于钢液的循环流动，它直接影响单位时间内真空精炼效率和精炼的终点成分。因此前人对钢液循环流动进行了大量的研究工作，得到了影响循环流动的些因素和提高循环流量的些措施，为真空精炼的发展作出了贡献。但是对处理过程中钢液的整体循环流动形态始终没有很好的研究结果，人们只有借助冷态水模实验的观察结果对整体流动形态进行了粗线条地描述，无法准确地把握钢液整体循环流动对真空精炼的综合影响。本文通过建立真空精炼过程中钢液循环流动的全过程数学模型和物理模型，给出了钢液整体循环流动形态，通过模拟探讨了影响钢液循环流动的因素和提高循环流动的途径。关键词精炼钢液流动数学模拟物理模拟影响因素目录绪论精炼功能的发展艺原理精炼的工艺特点精炼的冶金功能脱碳脱氧脱硫去夹杂精炼技术的发展吹氧技术的展喷粉技术发展精炼过程中钢液流动的数学模拟研究致谢绪论钢铁是现代社会中广泛应用的结构材料。随着社会的发展和科学技术的进步，对钢的质量要求越来越高，钢铁生产流程已经由原来的三步法炼铁炼钢铸锭发展成目前的多步法，即高炉铁水预处理转炉或电炉二次精炼连铸。传统的炼钢方法由步炼钢发展成炉内初炼和炉外精炼两步炼钢。钢液的炉外精炼即二次精炼，就是将传统炼钢工艺中在炼钢炉内完成的精炼任务，如除气去杂成分与温度的调整和均匀化等，部分或全部移到钢包或专用容器中进行，旨在强化冶炼过程提高生产率扩大产品品种提高产品质量降低产品能耗。钢液的二次精炼是现代冶金生产中实现冶金功能重新分配和优化组合的关键。它不仅在提高产品质量扩大品种优化工艺降低能耗等方面发挥着巨大的作用，而且已成为传统钢铁工艺流程的合理组合系统优化以及新流程开发所不可缺少的重要工序。精炼目前已成为生产纯净钢的手段之，它可以生产出高纯净度的优质钢种，满足越来越高的使用要求，真空精炼是众多的真空精炼设备中精炼速度最快的方法，它能够与其它冶炼环节协调工作，近年来受到了冶金工作者的普遍重视，得到了大力发展。精炼功能的发展大体面言，精炼技术的发展历程可分为三个阶段年应用阶段联邦德国的和公司联合开发了钢液的真空循环精炼工艺，解决了锻造用钢的脱氢处理问题。日本于年由新日铁的前身富士公司引进了第台装置，用以生产板材。年发展阶段这段时期，主要经历了装置的不断改进和冶炼原理的揭示，另外七十年代后期新日铁发展的轻处理技术和连铸用钢的大批量处理技术将处理推入到个新的发展阶段。至今与连铸匹配，技术上进步发展和完善阶段年以后，在技术上获得进步发展和完善。随着连铸技术的发展，普遍与连铸相配，实现了转炉连铸的连铸稳定生产，优化了工艺，设备参数扩大处理能力开发了多功能精炼工艺和装备开发了热补偿和升温技术完善了轻处理工艺设备，实现钢水全量处理。精炼的工艺原理图模型的基本假设控制方程湍流模型边界条件钢包内钢液流动的二维数学拟钢包内钢液流动的三维数学拟精炼过程吹氩对钢液流动的数值拟钢液整体流动的数值模拟吹氩流量和真空度对钢液流动行为的响吹氩流量和真空度对钢液循环流量的响吹氩喷嘴排布对钢液流量行为的影响吹氩喷嘴排布时对钢液循环流量的影响结论精炼过程中钢液流动的物理模拟研究精炼装置物理模型的建立及参数的测定物理模型的立参数的测定精炼过程的有关特性参数及影响因素环流量混合间吹气管内径对精炼过程钢液流动和混合特性的影响模型装置与测量方法结果及讨论吹气管直径对环流量的影响吹气管直径对钢包内液体流态的影响吹气管孔径对混合时间的影响结论精炼过程中钢液流动特性的水模型模型设计与模型装置模型的相似性模型装置测试方法环流量的测定包流态的显示结论参考文献量。相当于处理钢液。按相似准则，模型真空室内真空度应为，为保证在高环流量下，气泡不致被直接带进下降管而造成真空室内的短路。全部实验均保持真空度为。测试方法环流量的测定采用图所示的系统直接测定环流量。在模型钢包内下降管下方设置有机玻璃筒，待真空度及吹气量稳定后，调节阀门以调整水流揖。当该筒内的液面与模型钢包内液面相平时，转子流量计显示的流量即为该工况下的环流量。这种测定方法比包括溢流法在内的其它方法更为可靠精确。包流态的显示钢包内流态的显示是通过示踪摄影实现的。所用光源为红外片光源，以聚苯乙烯塑料粒径，密度为示踪剂。利用扫频可调激光测速仪得到钢包两个纵断面的流态及液体的分速度。为消除圆形钢包内的流态因折光面引起的观察变形，在模型钢包外套以长方体有机玻璃水箱，其内液面高度与钢包液面相齐平。结论钢液环流量随着吹气量增加而增大，但吹气量增至定值时，环流量将达饱和值。对实际装置，管径为时，其极限环流量约为，此时吹气量为。精炼过程中存在主回流和大量小涡流，在下降管液流与其周围液体间形成明显的液液两相流，这种流动状态对钢包内的混合及传质起着决定性的作用。参考文献郁能文，多功能精炼过程的数学和物理模拟，上海大学博士学位论文，远藤公，多功能二次精炼技术喷粉法的开发。制铁研究，。。，张春霞，刘浏，杜挺及其真空精炼方法。炼钢刘建功，张钊，刘良田。武钢多功能真空精炼技术的开发。钢铁。梁爱生聿阿铁生产新技术。北京冶金工业出版社，。朱苗勇，沙骏，黄宗则真空精炼装置内钢液流动行为的数值模拟金属学报贾兵，陈义胜，贺友多，张胤真空室熔池和钢包内钢液整体流场的数学模拟钢铁研究学报增刊，。蔡志鹏，魏伟胜底吹过程喷射区含气率分布及气液上升速度模型钢铁樊世川，李宝宽，赫冀成，多管真空循环脱气系统循环流动模型金属学报魏季和，胡汉涛。真空循环精炼过程中钢液流动的数学模拟流动的数学模型。过程工程学报增刊舒宏福，宋超，张晓峰等，真空精炼过程中循环流量的物理模拟研究。材料与冶金学报樊世川，熊果元。新结构真空脱气装置水模拟实验观察。真空徐匿迪，樊养颐，李维平。特殊钢。致谢四年的学习时光很快就要过去，这在我的人生长河中只是小部分，但它对我的思想和发展却会有深远影响。在武汉这座城市里生活了短暂的四年，马上就要离开，心中依依不舍。感谢这座城市给我的震撼，她的文化内涵和现代活力，她的艺术氛围和时尚气息。至今仍旧怀念在这里看展览逛书店。感谢武汉科技大学给我的学习平台，这是所令人尊敬的学校。尽管只有四年时光，但已经融入了这所学校，为成为个武科大人而自豪。感谢我的导师王炜教授，他们严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。感谢他对我的悉心指导。这篇论文从开题到定稿，都得到了导师的建议和帮助。感谢我的同学们，她们不仅在学业方面给了我很大的帮助，而且在生活上也，，