一、钢包底吹氩理论及生产实践（论文文献综述）
杨亚迪[1]（2021）在《180t底吹钢包三相流界面行为及混合现象的数值模拟》文中研究说明随着工业用钢对钢材的纯度与强度要求的不断提高,炉外精炼技术逐渐发展并被广泛用于钢液的精炼与纯化。其中,钢包底吹氩工艺作为LF精炼技术的主要工艺,其参数设置直接影响着钢液的精炼效果。因此,为促进氩气对钢液的均匀搅拌,提升钢液的精炼质量,设置合理的钢包底吹氩工艺参数至关重要。本文以某厂180t底吹钢包为研究对象,为提高其钢液搅拌效果,得到最佳底吹工艺参数,根据钢包原型建立了三维多相流数学模型,应用软件Fluent对底吹搅拌过程进行了非稳态数值模拟研究。具体研究内容如下:（1）为考察钢包底部双透气砖中心夹角对钢包底吹氩过程的影响,将双透气砖距钢包底部中心距离设为0.5R,分别建立双透气砖中心夹角为45°、90°、135°和180°的钢包模型,通过对比分析钢包内流体的速度流场特性、“死区”比例、钢-渣界面行为及混匀时间等情况以确定双透气砖的最佳中心夹角。研究发现,当双透气砖的中心夹角为135°时,钢包内流场特性较好,有效降低“死区”比例。同时,钢-渣界面形成的渣眼尺寸和混匀时间数值均为最小,即此时底吹氩气对钢液的搅拌过程表现出了更好的均匀效果。（2）为研究钢包底部双透气砖中心距离对钢包底吹氩过程的影响,将双透气砖中心夹角设为135°,分别建立双透气砖中心距离为0.3R、0.4R、0.5R、0.6R和0.7R的钢包模型,计算并分析钢包内流体的速度流场特性、“死区”比例、钢-渣界面行为及混匀时间等参数来确定双透气砖的最佳中心距离。结果表明,当双透气砖的中心距离为0.6R时,钢包内循环流明显,速度分布更加均匀,“死区”比例最低,钢-渣界面形成的渣眼尺寸和混匀时间数值均较小,此时钢液的搅拌效果最佳。（3）基于上述研究,将双透气砖中心夹角和距离分别设为135°和0.6R,进一步探究底吹氩气流量对钢包底吹氩过程的影响,同时提取并分析钢包内流体的平均速度、“死区”比例、钢-渣界面行为及混匀时间等数据来确定钢包的最佳吹氩量。结果表明,随着底吹流量的增加,钢包内钢液的流速和“死区”比例分别呈现出逐渐增大和逐渐减小的趋势,钢包内均形成了较为明显的循环流,同时钢-渣界面形成的渣眼尺寸随着底吹流量的增加而增大,这是由于底吹氩气流量越大,钢液面水平流的速度越大,钢液被带起的高度越高,因而更易造成卷渣。此外,临界底吹流量值和混匀时间的模拟结果表明600L/min为该钢包的最佳吹氩量,此时钢液的搅拌效果相对较好。（4）为验证上述数值模拟方法的适用性与结果的准确性,对前人水物理模拟进行建模计算,分析底吹氩气流量对钢包内钢-渣界面行为和混匀时间对钢包吹氩过程的影响,将该研究结果与物理试验结果相比对。结果显示,数值分析结果与前人的物理试验结论相吻合,充分验证了本研究所采用的数值模拟方法的可靠性及所得结果的准确性。
叶玉奎,王向红,张超杰,张立强,阿里·纳卡什,张炜,赵傲南[2]（2020）在《120 t钢包双孔底吹氩精炼工艺优化》文中进行了进一步梳理为提高钢水洁净度,降低钢包底吹氩搅拌过程对渣线区域侵蚀速度,采用物理模拟技术对中天钢铁120 t钢包双孔底吹氩工艺进行优化。基于相似原理和钢包原型尺寸建立了模型比为1︰4的物理模型,研究了不同双底吹透气元件布置时底吹流量对混匀时间、侧壁冲刷以及钢液卷渣的影响。结果表明,以低于临界流量进行底吹时,混匀时间与底吹流量呈负相关变化,底吹流量超过临界值,混匀时间变化微弱。钢包壁面处的流体流速随底吹流量增加持续增大。底吹元件优化布置方案为:两底吹孔夹角为90°,距钢包底部中心0.4 R/0.4 R。与原钢包相比,优化后精炼周期缩短2.1 min,钢水氧含量降至较低水平,大于5μm显微夹杂物占比下降了6.9%,钢包使用寿命提升超过6%。
闫兆阳[3]（2020）在《基于LabVIEW的钢包底吹氩气监控系统》文中认为在钢水精炼过程中,钢包底吹氩气技术的应用可以有效的加快钢液内物质的反应速度、清除钢水内杂质和有毒气体、均匀钢水温度和混匀化学物质成分,进一步提高了钢液的纯净度。因此,钢包底吹氩气在钢铁冶炼领域得到了广泛的应用。本文首先,阐述钢包底吹氩气工艺的历史背景及发展概况,说明了在系统设备改造过程中钢包底吹氩气工艺的重要性。其次,通过查阅相关文献,发现氩气流量控制效果的好坏直接影响钢铁品质的优劣。同时,可以通过观察钢水裸露面的变化来进行流量控制,并进一步阐述采集钢水裸露面图像的原理,以及吹氩流量和钢渣厚度对裸露面形成的影响。最后,本文设计以工业相机采集裸露面图像为基础,结合LabVIEW软件和西门子PLC,设计一种钢包底吹氩气监控系统,此系统底吹氩气的设定值依据钢水裸露面的变化情况来确定。因为在钢水精炼的过程中,不同炉次之间钢水温度、高度、透气砖透气性能等对模型参数影响较大,而模糊控制器特别适用于数学模型未知和非线性系统,同时,传统PID在实际应用中并不能很好的满足控制系统的要求,所以本文设计模糊自适应PID控制器替代PID控制。并通过Matlab/Simulink仿真证明了其控制的有效性,模糊自适应PID控制效果优于传统PID控制,可以为实际的钢包底吹氩气制度及相似系统的优化设计提供有益的借鉴。通过检测钢水表面裸露面积大小变化情况来自动调整氩气流量实际值的控制方式,避免了氩气流量过大造成钢水内部卷渣现象发生的次数,为实际吹氩制度提供依据。在钢包对底吹氩气系统的控制策略上,采用模糊PID控制策略比PID控制策略,提高了钢包吹氩设备的自动化水平,缩短了精炼时间。
高翔[4]（2020）在《低碳钢LF精炼过程夹杂物控制及纯净度研究》文中研究指明利用水模拟和数值模拟的方法对某钢厂钢包精炼（LF）过程吹氩制度进行了研究,同时对现有生产工艺条件下,钢中夹杂物水平进行了调研,为实际生产工作的进行做出了指导,研究结果表明:钢包精炼（LF）过程吹氩当两底吹气孔夹角为90°底吹气流量为510L/h,混匀时间为52s,不会引起大的波动,相比之前缩短了14s,优化效果明显。数值模拟结果表明:上升的气泡是间断性的。随着气泡的间断性上升,不断摆动和震荡的,这样加剧了渣层破碎和卷入钢液的可能性;随着吹气流量的增加,钢液隆起高度增加,隆起区域内钢液的体积分数随吹气量增加而降低;相同底吹气量,随着渣厚增加钢液隆起的高度增加,裸渣直径减小。纯净度调研结果表明:钢包精炼的处理过程中,氧含量在中间包趋于一致浓度为:46～50ppm,在实际生产中处于较好水平;显微观察结果表明,钙化处理效果不佳;大样电解结果表明,在LF化渣结束时,大型夹杂Al2O3尺寸为毫米级。图44幅;表14个;参40篇。
张旭孝,林路[5]（2019）在《钢包底吹氩系统优化与工业试验》文中提出采用相似比为1∶3的水模型研究了某厂100 t钢包底吹氩位置及流量等因素对钢液混匀时间的影响,利用机油模拟钢渣,对不同钢包底吹位置及流量下钢液面裸露进行了比较,并利用数值模拟分析了不同透气砖位置对钢液流场的影响,找到最优的钢包底吹氩控制方式,并在现场进行了优化后工业试验。研究结果表明:合理的钢包底吹氩位置及控制工艺对夹杂物上浮去除有着重要作用,双孔夹角135°、吹气孔位于各自半径0.5R圆周上时混匀时间短且钢液面裸露面积小;同时在钢包底吹氩一定时间后,钢包内钢水全氧含量降低明显且没有增氮,铸坯中w（T.O）=（7～9）×10-6,明显低于优化前工艺铸坯w（T.O）水平(平均13×10-6),全氧含量控制水平明显提高。
李天佑[6]（2018）在《钢包精炼Ca处理包芯线熔化行为及工艺优化研究》文中研究说明钙处理工艺能将钢中高熔点Al2O3夹杂物改性为低熔点钙铝酸盐,使夹杂物更容易碰撞长大、上浮去除,从而提高钢液洁净度,然而目前实际生产中钙处理效果并不理想,钙的收得率有待提高。本文以国内某CSP厂生产的Q235钢为研究对象,现场调研并分析了SiCa线处理过程中Q235钢的浸入式水口结瘤物及钢中夹杂物的形貌特征,采用热力学与动力学理论解析了夹杂物的改性效果,利用FLUENT软件模拟了Si Ca包芯线喂入1873K钢液后的熔化特征,计算了底吹氩的钢包流场、夹杂物在钢中的运动特征及钙在钢液中的扩散行为,同时解析了钙在钢中的气化行为以及不同尺寸、不同结构、不同钙合金的包芯线对Ca处理效果的影响,提出了吹氩参数与喂线参数的优化方案,主要结论如下:（1）分析了水口结瘤堵塞物,研究了夹杂物的演变路线,结果如下:Ca处理前后夹杂物以Al2O3→MgO·Al2O3→Al2O3·xCaO（·yMgO）+（CaS）→Al2O3·xCaO（·yMgO）的演变规律变化;水口结瘤物主要为未改性的Al2O3、MgO·Al2O3以及改性不充分的钙铝酸盐组成,钙的改性效果不理想;提高钙的收得率、改善钢液流场特征能提升钙处理效果。（2）模拟了包芯线的熔化特征,分析了钙的气化行为,研究了包芯线尺寸/结构的优化方案,结果如下:包芯线喂入钢液后迅速升温,钢皮还未完全熔破时,SiCa合金就已经熔化,当钢皮完全熔化时,SiCa合金液体进入钢液。钢皮厚度为0.74mm、内芯半径4.28mm的Si Ca线在1873K钢液中的熔化时间为0.94s。钙喂入钢液后不会立刻气化,只有当钙的蒸气压大于钢液静压力与大气压之和时,钙才开始气化。钙在钢液中的气化行为属于均相形核,钙遇上钢液中的氩气泡时,钙的气化行为属于异相形核,异相形核更容易发生,导致钙的烧损,优化钙的扩散行为应尽可能的防止钙与氩气泡的接触。包芯线的熔化时间与包芯线钢皮厚度、内芯半径大小成正比,设计包芯线尺寸大小,应将单位时间钢水对钙的吸收量作为重要指标进行分析,尺寸不同的包芯线往往能得到相同的Ca处理效果。采用截面不规则形式的包芯线,可望防止径向偏离与喂线断线现象。现场Ca处理过程中,采用纯钙包芯线往往比钙合金形式的包芯线处理效果更好。（3）模拟了钢包底吹氩钢液的流场特征与钙在钢液中的扩散行为,提出了喂线参数的优化方案,结果如下:钢液随着氩气泡的带动在钢包中做循环流动,其流动特征为一个与氩气泡上升路线相切的大圆环,吹氩流量较大,钢液混匀时间越短,钢液中夹杂物的运动轨迹与钢液的流动曲线高度相似,夹杂物尺寸越大越容易被去除,由于钙与钢液之间的粘度较大,钙喂入钢液后主要在喂线区域扩散,而后上浮。Si Ca包芯线的喂入速度应控制在3.154.72m/s。采用倾斜喂入包芯线的方式进行Ca处理,更有利于防止径向偏离与卷渣现象,SiCa线喂线量在400m500m、纯钙线喂线量在300600m之间时,钙的收得率波动不大且较高,成品[Ca]含量也较高。
于海岐,吕志勇,邢维义,刘博[7]（2017）在《超低碳IF钢RH真空脱碳工艺优化》文中指出根据鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司超低碳钢的生产实践,结合超低碳IF钢在RH-TB真空处理过程中的脱碳机理,分析了钢水温降、吹氧升温参数、钢包底吹氩流量和钢水取样器等工艺因素对RH精炼钢水脱碳效果的影响。实践表明,采取控制出钢温度、优化吹氧参数、RH处理过程钢包底吹氩和改进取样器措施后,RH-TB精炼时间缩短了5 min,精炼结束钢水碳含量0.002 0%以下的比例由71%提高至95%。
张真铭[8]（2017）在《120吨RH精炼炉工艺优化研究》文中研究说明自开发RH精炼设备以来,其精炼功能不断发展,日趋完善。RH法是提高产品质量、扩大品种、提高产品附加值的重要手段之一。RH的精炼效果是通过钢水在真空室与钢包之间的环流来实现的,同时钢包流场分布也与钢水精炼效果息息相关。某冶金企业第一炼钢厂年产钢430万吨,主要品种有海洋及船用钢、锅炉压力容器用钢、高层建筑机械制造用钢、耐磨工模器用钢、管线核电能源用钢等,品种钢比例达到80%以上,钢水精炼比例达60%,RH精炼比仅10%。因此,研究RH过程和钢包内流体流动、混合和传质特性具有重要意义。本课题采用物理模拟研究的方法系统地研究了某冶金企业具体的RH和钢包内的钢液流动、混合与传质特性,从而对设备潜力的发挥和工艺优化提供指导。本文以某钢厂120吨RH为原型,建立模型与原型尺寸比为1:3的物理模型,分析了供气量、浸渍管插入深度、气泡行程、吹气孔布置、浸渍管形状等对RH循环流量和混匀时间的影响,以及钢包透气砖个数、布置方式对钢包内流体的混合特性的影响,研究获得的主要结论如下:（1）通过考察不同的吹气孔布置方式对精炼效率的影响,得出吹气孔布置方式为上下两层对称布置（共12个吹气孔,上排6个,下排6个）时,RH混匀时间最短,循环流量最大。较现行工况条件下,气孔两层对称布置时循环流量增加了45.479%,混匀时间减小了14.4%。（2）在不同布置情况下,椭圆形浸渍管混匀时间优于圆形浸渍管。循环流量最大时,对应的混匀时间不一定最小。（3）通过多元线性回归,得出了循环流量（Q）、混匀时间（T）与驱动气体流量（G）、浸渍管插入深度（H）、气泡行程（H）等因素之间的关系,其关系为Q=10-3.22311·G0.73045·S0.8214·H0.87561,T圆形=106.8181·G-.065952·S-1.2322·H-0.71549,T椭圆=10-0.86126G-0.56533·S1.46105·H-0.48891。（4）钢包底吹氩精炼过程中,宜采用双孔0.6R180°布置方式。该布置方式下混匀时间比原工况条件减少了46.41%。
韦建庆[9]（2017）在《钢液中非金属夹杂物上浮和分布的物理模拟研究》文中研究表明随着炼钢技术的不断发展,近年来超纯净钢的技术已成为钢铁生产的主要发展方向之一。钢液中非金属夹杂物的数量、分布、形状和大小是衡量钢的纯净度的重要指标。钢液中的非金属夹杂物不同程度的发生着碰撞、合并、长大、团聚和上浮,夹杂物之间的碰撞是诱发夹杂物发生团聚进而影响其在钢水中分布的原因。对于夹杂物的去除机理主要是通过自身浮力而上浮、团聚、长大和吸附于容器内壁或者气泡的表面。目前,冶金工作者在研究夹杂物的聚集上浮行为时,将夹杂物简化为理想的球形,但是夹杂物的形貌特征是不规则的,与理想化的夹杂物存在着区别,难以比较全面真实的反应出夹杂物在钢水中的上浮和团聚行为。本文基于相似理论,以相似比为λ=1:4建立钢包底吹氩的物理模拟系统,利用高速摄像仪和专业的图像处理软件（Iamge Pro-Plus）研究了某钢厂60t精炼炉吹气量和时间对不同尺寸夹杂物去除程度的影响以及钢包不同高度上夹杂物的空间分布规律。结果表明:钢包底吹过程中,吹气时间到对夹杂物的去除影响规律相同,14min时夹杂物基本去除,流量为0.08m3/h,去除率最高;200355μm的夹杂物比105150μm的微型夹杂物更容易被去除;在工艺参数相同条件下,对相同粒径大小的夹杂物颗粒,夹杂物颗粒的数量对夹杂物上浮率的影响比较小;夹杂物在气液两相区的数量和分布比其他区域少,且尺寸较大,在距离透气砖较远的底部存在一个弱流区,此区域夹杂物的密度较大,不易去除。通过在不同时间节点拍照,采用Iamge Pro-Plus、Matlab软件以及分形理论的计盒维数的方法,对液相中的单颗粒及团聚体的分形维数进行计算,研究了不同流量下夹杂物粒子实际上浮速度与粒子边缘分形维数的关系。结果表明:盒维数求斜率法均可精确地求出夹杂物的分形维数,夹杂物的形貌越是复杂,对应的分形维数越大;大部分单个夹杂物粒子碰撞前的分形维数为1.6左右,碰撞后的团聚体与吹气量有关,吹气量较小时团聚体比较疏松,分形维数变小,随着流量增加分形维数大于单颗粒分形维数,为1.8左右,增加吹气量,有利于夹杂物的碰撞团聚,使团聚体的分形维数变大;夹杂物的分形维数与实际上浮速度呈正相关,这与采用分形维数和动力直径计算的理论值基本一致,说明该方法是准确可行的。
李勇鑫[10]（2017）在《底喷粉精炼钢包内粉气流行为及脱硫动力学研究》文中研究说明洁净钢的生产水平已成为企业综合竞争能力的重要表现之一,硫元素因对钢的性能有着多方面的不利影响成为洁净钢生产主要的脱除或控制元素。如何高效率、低成本冶炼优质低硫钢是企业发展高品质、高附加值战略产品的重要保障。目前生产低硫钢主要通过铁水预处理→转炉→钢包精炼（LF、RH）长流程工艺来实现。该工艺存在流程长、效率低、成本高、灵活性差等诸多缺陷。为此,东北大学自主研发了新一代钢包底喷粉脱硫L-BPI（Ladle-Bottom Powder Injection）技术,该技术将明显提升二次精炼效率与效果,对钢铁工业缩短生产流程,提高生产效率,降低成本有着重大影响。L-BPI工艺成功工业化的关键在于其效果与效率,因此,需要对底喷粉钢包内粉气流行为及脱硫动力学开展研究工作,本文的研究内容及所取得的成果如下:（1）钢包底喷粉过程中粉剂流传输行为数值模拟研究。使用Fluent数值模拟软件,建立了描述钢包底喷粉过程中气-液-粉多相传输行为的数学模型。考察了不同吹氩量下钢液循环流动规律,以及不同粒度下粉剂颗粒的运动轨迹和停留状态。钢包底喷粉精炼不仅仅有传统顶部渣-金界反应界面,同时增加了粉剂上升、循环过程中的移动反应界面。细小的粉剂在钢液停留时间更长,提高了钢包炉脱硫反应渣-金接触面积和反应时间,使得脱硫、脱氧更加充分,从而提高精炼反应的脱硫效率。（2）钢包底喷粉脱硫动力学研究。考虑钢液表面渣-金界面的脱硫反应即持续接触反应模型和粉剂在钢液随着气泡上浮时短暂接触反应模型,建立钢包底喷粉脱硫动力学模型。考察粉剂颗粒有效利用系数、喷粉模式、硫的分配比等参数对钢包底喷粉精炼脱硫率的影响规律。结果表明在相同喷粉总量下,选取高速率-短时间的喷粉模式要优于低速率-长时间的喷粉模式。提高粉剂颗粒有效利用率,可大大提高底喷粉脱硫效率。随着粉剂分配比Ls的增大,脱硫效率快速增大,当Ls超过300时,脱硫效率影响不大。当粉剂有效利用系数在0.2～0.4之间、硫的分配比在200～300之间,钢包底喷粉脱硫率稳定在80%以上。（3）1.5t感应炉底喷粉热态试验。通过狭缝型透气砖的冷态试验和1.5t感应炉的底喷粉试验,检验了底喷精炼的可行性。通过试样分析,1.5t感应炉底喷粉试验的脱硫效率为51.4%。其原因在于感应炉容积较小、净高较低,不能使粉剂在钢液中长时间的停留。通过减少钢液裸露面的面积、选用合成渣配加CaC2、钙粉精炼渣等措施,可以有效的提高底喷粉感应炉脱硫效率。（4）钢包底喷粉精炼工艺的基本研究。在钢包底喷粉精炼过程中,温降因素包括钢包炉衬散热、渣层散热和裸露面散热和粉剂消耗热损。钢包底喷粉精炼时间20min左右,软吹8～10min,温降速度为1℃/min,喷粉10～12min,温降速度为2.3℃/min,预计钢包底喷粉温降30～35℃。对大多数钢种来说,完全可以不用升温装置,在不增加转炉出钢温度的同时,满足连铸对钢液温度的要求。
二、钢包底吹氩理论及生产实践（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钢包底吹氩理论及生产实践（论文提纲范文）
（1）180t底吹钢包三相流界面行为及混合现象的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 炉外精炼技术 |
| 1.1.1 炉外精炼技术特点 |
| 1.1.2 炉外精炼技术的发展现状 |
| 1.2 LF精炼钢包底吹氩工艺 |
| 1.2.1 钢包底吹氩工艺的作用与意义 |
| 1.2.2 钢包底吹氩工艺的基本原理 |
| 1.2.3 钢包底吹氩工艺的影响因素 |
| 1.3 钢包底吹氩的研究方法及研究进展 |
| 1.3.1 数值模拟方法及其进展 |
| 1.3.2 物理模拟方法及其进展 |
| 1.4 课题研究目的及内容 |
| 1.4.1 研究目的与意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 180t钢包底吹过程的数学模型 |
| 2.1 计算模型 |
| 2.1.1 多相流模型 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.2 数学模型的建立 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 基本假设 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.3 数学模型的求解及初始化 |
| 2.3.1 求解方法 |
| 2.3.2 初始条件 |
| 2.4 模拟研究方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 180t钢包底吹过程数值模拟及结果分析 |
| 3.1 双透气砖间夹角对底吹氩过程的影响 |
| 3.1.1 钢包内流场分析 |
| 3.1.2 钢-渣界面行为分析 |
| 3.1.3 混匀时间分析 |
| 3.2 双透气砖中心距离对底吹氩过程的影响 |
| 3.2.1 钢包内流场分析 |
| 3.2.2 钢-渣界面行为分析 |
| 3.2.3 混匀时间分析 |
| 3.3 底吹氩气流量对底吹氩过程的影响 |
| 3.3.1 钢包内流场分析 |
| 3.3.2 钢-渣界面行为分析 |
| 3.3.3 混匀时间分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 数值模拟方法验证 |
| 4.1 水物理模拟实验及结果概述 |
| 4.1.1 水模型实验 |
| 4.1.2 实验结果分析 |
| 4.2 数值模拟方法验证 |
| 4.2.1 数学模型的建立及求解 |
| 4.2.2 数值模拟结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）120 t钢包双孔底吹氩精炼工艺优化（论文提纲范文）
| 模拟实验 |
| 实验原理 |
| 实验方法 |
| 结果与分析 |
| 不同方案下的混匀时间 |
| 不同方案下液面排渣与卷渣 |
| 不同方案下的表面流速 |
| 优化方案生产应用 |
| 结束语 |
（3）基于LabVIEW的钢包底吹氩气监控系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状和趋势 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 钢水裸露面的影响因素 |
| 2.1 钢水裸露面图像采集原理 |
| 2.2 渣层厚度对钢水裸露面和临界吹氩量的影响 |
| 2.3 底吹氩气量对钢水裸露面的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钢包底吹氩气数学模型的设计 |
| 3.1 钢包底吹氩气系统的设备组成 |
| 3.2 流量执行器的选取 |
| 3.2.1 气动薄膜调节阀 |
| 3.2.2 PCM调流器 |
| 3.3 被控对象的数学模型 |
| 3.3.1 被控对象的组成与分析 |
| 3.3.2 被控对象模型的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钢水裸露面积图像的采集与处理 |
| 4.1 钢水裸露面图像的采集 |
| 4.2 钢水裸露面图像的处理 |
| 4.2.1 灰度处理 |
| 4.2.2 改进的中值滤波 |
| 4.2.3 二值化 |
| 4.2.4 兴趣区域采集 |
| 4.3 LabVIEW与 PLC通讯 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 模糊控制在底吹氩气系统中的应用 |
| 5.1 各工艺阶段氩气流量的控制要求 |
| 5.2 底吹氩气控制系统的设计 |
| 5.3 模糊PID控制器的设计 |
| 5.3.1 模糊PID控制的结构 |
| 5.3.2 确定各变量的量化等级和模糊集合 |
| 5.3.3 模糊规则的确定和模糊推理 |
| 5.3.4 模糊控制查询表求解 |
| 5.3.5 基于MATLAB的仿真研究分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 模糊PID控制器在PLC中的应用 |
| 6.1 西门子S7-1200简介 |
| 6.2 模糊PID程序的设计 |
| 6.3 底吹氩气模糊PID控制在PLC中的实现 |
| 6.3.1 设定值、采样值等变量的储存 |
| 6.3.2 控制量查询表的建立 |
| 6.3.3 误差、误差变化率的求解及模糊化 |
| 6.3.4 模糊控制规则表的查询 |
| 6.3.5 PID模块在PLC的调节 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 钢包底吹氩气控制系统的软硬件设计 |
| 7.1 底吹氩气系统工业控制网络的设计 |
| 7.2 硬件配置 |
| 7.3 I/O点分配 |
| 7.4 监控画面的绘制 |
| 7.4.1 上位机与下位机的通讯参数配置 |
| 7.4.2 登录界面 |
| 7.4.3 菜单界面 |
| 7.4.4 主界面 |
| 7.4.5 报警界面 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 部分程序和电气原理图 |
| 致谢 |
（4）低碳钢LF精炼过程夹杂物控制及纯净度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 炉外精炼技术概述 |
| 1.1.1 炉外精炼简介 |
| 1.1.2 炉外精炼技术及其发展现状 |
| 1.2 炉外精炼过程中的非金属夹杂物 |
| 1.2.1 非金属夹杂物分类 |
| 1.2.2 非金属夹杂物热力学基础 |
| 1.2.3 非金属夹杂物的形成 |
| 1.3 夹杂物对钢力学性能的影响 |
| 1.3.1 对疲劳性能的影响 |
| 1.3.2 对断裂行为的影响 |
| 1.4 气泡去除夹杂物机理 |
| 1.4.1 除夹杂物作用机理 |
| 1.4.2 气泡与夹杂物碰撞机理 |
| 1.4.3 重要参数 |
| 1.5 钙处理变性钢中夹杂物 |
| 1.5.1 钙处理工艺与机理 |
| 1.5.2 合理的SiCa线喂入量 |
| 1.5.3 钙处理与二次氧化 |
| 1.6 研究内容及方法 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 研究方法 |
| 第2章 钢包底吹氩水模拟 |
| 2.1 钢包吹氩原理 |
| 2.1.1 膨胀功 |
| 2.1.2 浮力功 |
| 2.1.3 总搅拌功 |
| 2.2 实验原理 |
| 2.2.1 相似原理 |
| 2.2.2 几何相似 |
| 2.2.3 动力相似 |
| 2.3 实验装置及方案 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 原型不同吹气流量实验 |
| 2.3.3 示踪剂加入位置实验 |
| 2.3.4 吹气孔位置方案 |
| 2.4 实验结果 |
| 2.4.1 原型不同吹气流量实验结果 |
| 2.4.2 示踪剂加入位置实验结果 |
| 2.4.3 不同吹气孔位置组合实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数值模拟实验 |
| 3.1 数学模型的建立 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 钢包尺寸和边界条件 |
| 3.1.4 模拟过程 |
| 3.2 原型钢包数值计算结果分析 |
| 3.2.1 钢包内流动行为基本形貌描述 |
| 3.2.2 吹气流量对上层裸渣面积的影响 |
| 3.2.3 渣厚度对裸渣的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 改善钢水纯净度的研究 |
| 4.1 试样分析方法 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 钢中气体(T[O]、N)分析 |
| 4.2.2 显微夹杂物形貌、谱图及成分分析 |
| 4.2.3 大样电解分析 |
| 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 |
（5）钢包底吹氩系统优化与工业试验（论文提纲范文）
| 1 试验原理和方法 |
| 1.1 物理模拟 |
| 1.2 数值模拟 |
| 1) 基本假设 |
| 2) 钢包模型和初始及边界条件 |
| 2 试验结果与讨论 |
| 2.1 透气砖位置及底吹气量对混匀时间的影响 |
| 2.2 透气砖位置及底吹气量对钢液面裸露的影响 |
| 2.3 透气砖位置对钢液流动的影响分析 |
| 3 工业试验验证分析 |
| 3.1 工业试验研究方法 |
| 3.2 优化吹氩工艺对全氧和氮含量的影响 |
| 4 结 论 |
（6）钢包精炼Ca处理包芯线熔化行为及工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 Ca处理的理论基础及其应用效果 |
| 1.1.1 钙对Al_2O_3夹杂物的变性 |
| 1.1.2 钙对MgO·Al_2O_3夹杂物的变性 |
| 1.1.3 钙对硫化物的改性 |
| 1.2 钙的物理性质及加钙方式演变 |
| 1.2.1 钙的物理性质 |
| 1.2.2 钙的加入方法 |
| 1.3 Ca处理的现状及喂线参数的优化 |
| 1.3.1 Ca处理的现状 |
| 1.3.2 喂线参数对Ca处理效果的影响 |
| 1.4 包芯线在钢中的熔化特征 |
| 1.4.1 包芯线熔化特征的研究意义 |
| 1.4.2 包芯线结构对其在钢液中熔化特征的影响 |
| 1.5 Ca处理喂线过程的研究方法 |
| 1.6 课题研究目的、意义及内容 |
| 1.6.1 课题研究目的与意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 钢包喂线工艺的现场调研及研究方案的设计 |
| 2.1 Q235钢生产调研情况 |
| 2.1.1 Q235钢生产流程 |
| 2.1.2 钢包尺寸大小及现场吹氩参数 |
| 2.1.3 喂线操作实际生产现状 |
| 2.1.4 钢样成分及钢水与结瘤物的取样方案 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 Q235钢中的夹杂物演变行为研究及Ca处理改性效果分析 |
| 2.2.2 包芯线熔化行为、钙的气化行为研究及包芯线理化参数的优化 |
| 2.2.3 钢包底吹氩流场模拟及喂线参数的优化 |
| 2.3 主要仪器与软件及其用途 |
| 第3章 Q235钢中夹杂物演变及Ca处理改性效果分析 |
| 3.1 浸入式水口结瘤物分析 |
| 3.2 LF-CC流程钢中典型夹杂物的成分与形貌 |
| 3.2.1 LF到站吹氩2min钢中夹杂物情况 |
| 3.2.2 LF到站吹氩8min时钢中典型夹杂物 |
| 3.2.3 加钙即取钢样中典型夹杂物 |
| 3.2.4 加钙3min后钢中典型夹杂物 |
| 3.2.5 中间包钢中典型夹杂物 |
| 3.2.6 铸坯中典型夹杂物分析 |
| 3.3 Ca处理夹杂物的演变及Ca处理效果分析 |
| 3.3.1 夹杂物的演变流程 |
| 3.3.2 Ca处理改性夹杂物的效果分析 |
| 3.4 Ca处理变性夹杂物的热力学与动力学分析 |
| 3.4.1 Ca对Al_2O_3与MgO·Al_2O_3夹杂物的改性的热力学分析 |
| 3.4.2 钙对Al_2O_3与MgO·Al_2O_3夹杂物的改性的动力学分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 包芯线的熔化行为及精准喂钙的优化研究 |
| 4.1 SiCa包芯线的熔化模型 |
| 4.1.1 包芯线的结构及模型网格的划分 |
| 4.1.2 材料参数的测定 |
| 4.1.3 包芯线的传热机理 |
| 4.1.4 传热模型的计算与观测面的选择 |
| 4.2 包芯线熔化特征分析 |
| 4.2.1 包芯线的熔化特征 |
| 4.2.2 包芯线的熔化时间 |
| 4.3 钙在钢液中的气化行为 |
| 4.3.1 钙在钢液中的气相区与液相区分布 |
| 4.3.2 钙气泡的形成机理分析 |
| 4.3.3 氩气泡对钙气化的作用 |
| 4.4 包芯线尺寸的优化 |
| 4.4.1 CaAl线在单位时间内钢液的钙吸收量 |
| 4.4.2 包芯线钢皮厚度的优化设计 |
| 4.4.3 包芯线内径大小的设计 |
| 4.4.4 包芯线尺寸设计的系统思考 |
| 4.5 包芯线的径向偏离行为与包芯线结构的优化 |
| 4.5.1 包芯线在钢液中的径向偏离行为 |
| 4.5.2 非圆柱形包芯线的内部温度场特征 |
| 4.6 包芯线钙合金的选择 |
| 4.6.1 钢液中合金元素对钙气相区的影响 |
| 4.6.2 钙合金的选择及现场应用对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 钢包底吹氩流场特征及喂线工艺参数的优化 |
| 5.1 钢包底吹氩喂线模型 |
| 5.1.1 模型构建 |
| 5.1.2 基本假设与计算方式 |
| 5.1.3 边界条件的设定 |
| 5.1.4 观测面的选择与模拟结果处理 |
| 5.2 钢液流场特征分析 |
| 5.3 吹氩对夹杂物去除行为模拟结果 |
| 5.4 钙在钢中的扩散行为 |
| 5.5 吹氩流量与喂线工艺参数的优化 |
| 5.5.1 吹氩流量的优化 |
| 5.5.2 喂线深度与喂线速度的优化 |
| 5.5.3 喂线量的优化 |
| 5.5.4 喂线方式的优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
（7）超低碳IF钢RH真空脱碳工艺优化（论文提纲范文）
| 1 RH真空脱碳机理分析 |
| 1.1 冶金反应机理 |
| 1.2 冶金反应过程 |
| 2 RH脱碳影响因素分析 |
| 2.1 钢水温度对脱碳的影响 |
| 2.2 吹氧参数对脱碳的影响 |
| 2.2.1 强制吹氧脱碳参数对脱碳的影响 |
| 2.2.2 吹氧升温参数对脱碳的影响 |
| 2.3 钢包底吹氩对脱碳的影响 |
| 2.4 取样器对碳成分的影响 |
| 3 RH脱碳工艺优化措施 |
| 4 应用效果 |
| 5 结语 |
（8）120吨RH精炼炉工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 炉外精炼技术发展 |
| 1.4 RH精炼的特点及其发展 |
| 1.4.1 RH的基本原理 |
| 1.4.2 RH精炼发展概论 |
| 1.4.3 RH精炼技外术国内发展现状 |
| 1.5 钢包底吹氩 |
| 1.5.1 钢包底吹氩工艺概论 |
| 1.5.2 钢包底吹氩的循环搅拌机理 |
| 1.5.3 钢包底吹对钢包的搅拌功 |
| 1.5.4 钢包底吹氩国内外发展现状 |
| 1.6 研究意义 |
| 1.7 研究内容及关键技术问题 |
| 1.7.1 技术路线 |
| 1.7.2 关键技术问题 |
| 第二章 实验原理与研究方法 |
| 2.1 实验原理 |
| 2.2 循环流量的测量方法 |
| 2.3 混匀时间的测量 |
| 2.4 模型与原型实验参数对应关系 |
| 第三章 RH精炼过程循环流量的水模型研究 |
| 3.1 实验设备与方案 |
| 3.1.1 实验设备 |
| 3.1.2 实验方案 |
| 3.2 实验结果与分析 |
| 3.2.1 浸入深度对循环流量的研究 |
| 3.2.2 吹气量与循环流量的关系 |
| 3.2.3 气泡行程与循环流量的关系 |
| 3.2.4 吹气孔布置与循环流量的关系 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 RH精炼过程混匀时间的水模型研究 |
| 4.1 实验设备与方案 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 实验方案 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 插入深度与混匀时间的关系 |
| 4.2.2 吹气量与混匀时间的关系 |
| 4.2.3 气泡行程与混匀时间的关系 |
| 4.2.4 混匀时间的多元线性回归 |
| 4.2.5 吹气孔布置与混匀时间的关系 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 钢包底吹氩的水模型研究 |
| 5.1 实验设备与方案 |
| 5.1.1 实验设备 |
| 5.1.2 实验方案 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 单透气原件模型 |
| 5.2.2 双透气原件模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 工业验证试验 |
| 6.1 夹杂物种类及形貌的比较 |
| 6.1.1 改进前RH时间铸坯的金相组织 |
| 6.1.2 改进后RH时间铸坯的金相组织 |
| 6.2 夹杂物的统计分析 |
| 6.3 板材探伤统计分析 |
| 第七章 结论 |
| 参考 文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 附录 |
| 附录 1 |
（9）钢液中非金属夹杂物上浮和分布的物理模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的提出 |
| 1.1.1 选题的背景 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 LF精炼炉概述 |
| 1.2.1 LF精炼炉原理 |
| 1.2.2 LF精炼炉的工艺流程 |
| 1.2.3 LF精炼炉吹氩的原理 |
| 1.3 夹杂物的概况 |
| 1.4 分形理论及其应用 |
| 1.4.1 分形定义 |
| 1.4.2 分形维数 |
| 1.4.3 分形理论的应用 |
| 1.5 夹杂物物理模拟研究现状 |
| 1.5.1 夹杂物模拟的国内研究现状 |
| 1.5.2 夹杂物模拟的国外研究现状 |
| 1.6 研究方法及内容 |
| 2 钢包底吹实验原理与模型建立 |
| 2.1 实验原理 |
| 2.1.1 几何相似 |
| 2.1.2 动力相似 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 气体流量计算 |
| 2.4 夹杂物粒子的选取 |
| 3 夹杂物去除和分布物理模拟 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.1.1 夹杂物去除 |
| 3.1.2 图片处理 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.3 底吹过程中工艺参数对夹杂物去除率的影响 |
| 3.3.1 吹气流量对夹杂物去除率影响 |
| 3.3.2 吹气时间对夹杂物去除率影响 |
| 3.4 夹杂物性质对夹杂物的去除率影响 |
| 3.4.1 粒径大小对夹杂物去除率影响 |
| 3.4.2 数量对夹杂物去除率影响 |
| 3.5 时间对夹杂物空间分布的影响 |
| 3.6 小结 |
| 4 基于分形理论的夹杂物聚集和上浮行为 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 图像处理方法 |
| 4.1.2 分形维数计算方法 |
| 4.2 单颗粒和团聚体分形维数研究 |
| 4.2.1 在吹气流量 0.04 m~3/h下夹杂物的分形维数 |
| 4.2.2 在吹气流量 0.08 m~3/h下夹杂物的分形维数 |
| 4.2.3 在吹气流量 0.10 m~3/h下夹杂物的分形维数 |
| 4.2.4 在吹气流量 0.14 m~3/h下夹杂物的分形维数 |
| 4.3 夹杂物碰撞机理 |
| 4.4 夹杂物颗粒的分形维数与上浮速度关系 |
| 4.5 小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士研究生期间获得的成果 |
（10）底喷粉精炼钢包内粉气流行为及脱硫动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 炉外精炼技术的发展历史 |
| 1.2.1 钢水炉外精炼发展状况 |
| 1.2.2 钢包喷粉冶金技术 |
| 1.2.3 钢包底喷粉工艺 |
| 1.3 低硫钢的生产工艺流程 |
| 1.3.1 硫元素对钢性能的影响 |
| 1.3.2 国内外低硫钢冶炼工艺流程 |
| 1.3.3 生产低硫钢的新工艺流程预测 |
| 1.4 本文研究的意义和主要内容 |
| 1.4.1 本文研究的意义 |
| 1.4.2 本文研究主要内容 |
| 第2章 钢包底喷粉粉剂流动行为数值模拟 |
| 2.1 钢包底吹氩技术 |
| 2.2 钢包底吹氩多相流传输行为 |
| 2.2.1 计算模型 |
| 2.2.2 模型假设 |
| 2.2.3 控制方程 |
| 2.2.4 模型网络 |
| 2.2.5 边界条件 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 钢包底吹氩过程中钢液的传输行为 |
| 2.3.2 钢包底喷粉粉剂流动行为数值模拟 |
| 第3章 钢包底喷粉脱硫动力学 |
| 3.1 冶金反应动力学 |
| 3.2 不同限制性环节条件下脱硫速率模型 |
| 3.3 钢包底喷粉脱硫动力学模型 |
| 3.4 钢包底喷粉模型参数的确定 |
| 3.4.1 钢包相关参数的确定 |
| 3.4.2 硫分配比和传质系数 |
| 3.4.3 有效利用系数的确定 |
| 3.5 钢包底喷粉脱硫效率 |
| 3.5.1 不同粉剂颗粒有效利用系数对脱硫率的影响 |
| 3.5.2 不同喷粉速率对脱硫率的影响 |
| 3.5.3 不同分配系数对脱硫率的影响 |
| 3.5.4 钢包底喷粉脱硫效率 |
| 第4章 底喷粉现场实验 |
| 4.1 感应炉底喷粉试验 |
| 4.1.1 冷态喷粉试验 |
| 4.1.2 感应炉底喷粉热态试验 |
| 4.2 钢包底喷粉温降预估 |
| 4.2.1 钢包吹氩温降因素 |
| 4.2.2 粉剂溶解和脱硫反应温降 |
| 4.2.3 底喷粉工艺预计转炉出钢温度 |
| 4.3 钢包底喷粉冷态试验和经济效益预估 |
| 4.3.1 钢包用砖冷态试验 |
| 4.3.2 几种炉外精炼工艺的经济效益对比 |
| 4.3.3 钢包底喷粉精炼工艺流程的应用前景 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、钢包底吹氩理论及生产实践（论文参考文献）
- [1]180t底吹钢包三相流界面行为及混合现象的数值模拟[D]. 杨亚迪. 沈阳工业大学, 2021
- [2]120 t钢包双孔底吹氩精炼工艺优化[J]. 叶玉奎,王向红,张超杰,张立强,阿里·纳卡什,张炜,赵傲南. 金属世界, 2020(04)
- [3]基于LabVIEW的钢包底吹氩气监控系统[D]. 闫兆阳. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [4]低碳钢LF精炼过程夹杂物控制及纯净度研究[D]. 高翔. 华北理工大学, 2020(02)
- [5]钢包底吹氩系统优化与工业试验[J]. 张旭孝,林路. 炼钢, 2019(02)
- [6]钢包精炼Ca处理包芯线熔化行为及工艺优化研究[D]. 李天佑. 武汉科技大学, 2018(10)
- [7]超低碳IF钢RH真空脱碳工艺优化[J]. 于海岐,吕志勇,邢维义,刘博. 鞍钢技术, 2017(05)
- [8]120吨RH精炼炉工艺优化研究[D]. 张真铭. 江西理工大学, 2017(01)
- [9]钢液中非金属夹杂物上浮和分布的物理模拟研究[D]. 韦建庆. 西安建筑科技大学, 2017(06)
- [10]底喷粉精炼钢包内粉气流行为及脱硫动力学研究[D]. 李勇鑫. 东北大学, 2017(06)