【摘 要】
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中间包作为钢液注入结晶器前经过的最后一个反应器,其对钢液的精炼功能渐渐受到了人们的重视。抚顺特殊钢第三炼钢厂在自耗电极真空浇注的过程中利用了漏斗式反应器来分离钢
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中间包作为钢液注入结晶器前经过的最后一个反应器,其对钢液的精炼功能渐渐受到了人们的重视。抚顺特殊钢第三炼钢厂在自耗电极真空浇注的过程中利用了漏斗式反应器来分离钢渣,在其内部有堰和坝的设置。反应器中渣/金两相流动复杂,钢液需要在反应器内部获得合理的停留时间,防止钢渣随钢液进入模铸腔,影响钢产品的质量。本研究以漏斗式反应器为研究对象,针对其内部渣/金两相流动,采用物理模型模拟的研究手段,优化漏斗式反应器的内部结构。为了深入分析和研究“特殊钢真空浇注系统漏斗排渣反应器流场优化研究”,改变原反应器内单堰单坝的结构,采用了两组堰坝的控流装置组合方式。在第一组堰坝内采用双坝单堰的结构,并将第一个坝视作等效湍流控制器进行研究。利用电导率测定实验以及水油模拟实验研究各因素对漏斗式反应器挡渣能力的影响,寻找优化反应器内部结构的方案。实验研究发现,增大等效湍流控制器的高度可以延长钢液在反应器内的平均停留时间,使反应器的冶金特性得到提高,挡渣能力得到优化。减小第一个以及第二个堰下端到反应器底部的距离可以延长钢液的平均停留时间,优化反应器挡渣能力。增大第一个及第二个坝的高度可以加强反应器的除渣能力。但随着坝高度的增加,对流体冶金特性优化的能力逐渐减小,而且过高的坝墙高度还会对液面造成扰动。增大第一个堰到反应器左侧内壁的距离可以使钢液在反应器内的平均停留时间得以增加,优化反应器的除渣能力。减小等效湍流控制器和堰之间的距离对平均停留时间的影响不大,对反应器内死区所占比例的影响也不大,但会减少反应器内全混区所占比例增加活塞区的体积比例,优化反应器的冶金特性,提高漏斗式反应器的除渣能力。减小第一组和第二组堰与坝之间的距离,都能够增加钢液的平均停留时间,减小反应器中死区所占比率。其中以减小第二组堰坝之间的距离对漏斗式反应器的冶金特性和挡渣能力的优化更为明显。增加两个堰之间的距离可以延长钢液在反应器内的平均停留时间,提高反应器的除渣能力。第一组堰坝组合中,对于反应器内流体的平均停留时间影响从大到小依次为堰到反应器左侧内壁的距离,等效湍流控制器的高度,坝的高度,堰与坝之间的距离,堰下端到反应器底部的距离,等效湍流控制器与堰之间的距离。从而得出结论:要改变反应器内流体的平均停留时间要将研究重点放在堰到反应器左侧内壁的距离,等效湍流控制器以及坝的高度上。在第二组堰坝组合中,对于反应器内流体的平均停留时间影响从大到小依次为坝的高度,堰和坝之间的距离,两个堰之间的距离,堰下端到反应器底部的距离。从而可以知道,要改变反应器内流体的平均停留时间要侧重对坝的高度以及堰坝之间的距离进行研究。
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