中间包水口吹氩过程壁面氩气膜的形成与迁移行为研究

基本信息
批准号:51504172
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:李阳
学科分类:
依托单位:武汉科技大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程常桂,朱航宇,王理猷,张丰,陈赢,李洋
关键词:
稳定行为迁移行为水口吹氩连铸中间包氩气膜
结项摘要

Due to the inclusions of high-melting point such as aluminium oxide adhering on the inner surface of nozzle, the clogging of tundish nozzle frequently occurs during continuous casting of steel. It seriously disturbs the production rhythm and degrades the steel quality. Generally, the argon blowing in tundish nozzle was employed in the actual production, aiming to effectively prevent the clogging of nozzle by means of the stable and continuous argon film on inner surface of nozzle. However, how do the argon blowing parameters, the permeability parameters of upper nozzle, the flow rate of molten steel near the inner surface of nozzle, and the opening degree of sliding nozzle relate to the formation and stability behaviors of argon film on inner surface of nozzle? How do the thickness of argon film, the heat transfer behavior and mechanical behavior of argon film affect on the stability of argon film? How do above influence factors affect the behaviors of downward migration and rupture of argon film along nozzle surface? How do the distribution of argon bubbles in molten steel after rupture of argon film affect on the entrapment and attachment of inclusions to argon bubbles? In order to solve these problems that were rarely reported in the previous studies, the water model experiments, the thermal simulation experiments of low-melting point metal, and the theoretical calculation and numerical simulation analysis of argon blowing in tundish nozzle will be studied in this project. Then, the stability mechanism and influence factors of argon film on inner surface of nozzle will be clarified clearly, which can provide theoretical and technology basis to the parameter optimization of the blowing argon parameters and permeability of upper nozzle in order to prevent the clogging of tundish nozzle and improve strand quality of steel.

连铸中因氧化铝等高熔点夹杂物粘附在水口内壁,导致中间包水口出现堵塞现象,严重扰乱生产节奏并恶化铸坯质量。生产中常采用水口吹氩操作,若在水口壁面形成稳定、连续的氩气膜,则可有效防止水口堵塞。然而,吹氩参数、上水口透气性参数、水口内壁附近钢液流动状态、滑动水口开口度等因素与水口壁面氩气膜形成和稳定行为之间有何关联?水口壁面氩气膜的厚度、传热和受力行为对其稳定性有何影响?氩气膜沿水口内壁向下迁移、破裂行为与各影响因素之间有何关系?气膜破裂后进入水口内部氩气泡的分布状态对夹杂物的捕捉和粘附行为有何影响?这些问题前人研究很少,本项目将以解决这些问题为目标,通过中间包水口吹氩水模型实验和低熔点金属热态模拟实验的研究方法,结合理论计算和数值模拟分析,明确水口吹氩条件下水口壁面形成稳定、连续氩气膜的调控机制,为最终优化水口吹氩工艺参数及上水口透气性参数,防止水口堵塞和提高铸坯质量提供理论基础和技术依据。

项目摘要

铝镇静钢连铸中特别容易发生水口堵塞,严重恶化铸坯质量。采取连铸中间包水口吹氩技术可在水口壁面与钢液界面间形成一层气膜,可以有效防止水口堵塞。然而,前人对水口壁面上气膜的形成机制和影响因素研究较少。.基于气泡的受力变化,理论分析了中间包上水口吹氩过程壁面气泡的形成行为。结果表明,随吹氩量和壁面倾角的增大、透气孔直径和有效透气孔数量的减小,脱离水口内壁的氩气泡临界直径减小。在给定条件下,水口壁面越往下气泡离壁面的距离越来越近;气泡离壁面的距离随着吹氩量的增加而逐渐减小;气泡离壁面的距离随着拉速的增加而逐渐减小。.采用局部相似比为1:1的中间包水口水模型,研究了工艺参数和水口参数对水口壁面上气泡形成和运动行为的影响。结果表明,开始吹氩时,上水口壁面最顶部气孔出现一个个慢慢长大的气泡;上水口壁面上部气孔出现一条条气泡链。吹气量一定时,随着水流量的增加,气泡链离壁面的平均距离逐渐减少;水流量一定时,随着吹气量的增加,气泡链离壁面的平均距离逐渐增大。气泡链离壁面的平均距离越小,气泡链越容易叠加,越容易形成连续气幕。.数值模拟结果表明,当水口壁面上氩气泡临界直径越大、拉速越大、吹氩量越小,水口壁面附近气相浓度较高的区域范围越小。当水口壁面吹出的氩气泡临界直径越大、拉速越小、吹氩量越小,气泡越早脱离壁面,氩气膜覆盖水口壁面的长度越短。水口内部气泡往中心卷动的位置随拉速增加、吹氩量减小而逐渐降低。不吹氩时,上水口底部壁面附近和SEN出口处上方的流速极低,这两个部位是水口容易堵塞的部位。上水口底部区域壁面附近的钢液流速随拉速的增加而增加,随着吹氩量的增加而减少。SEN出口处上方区域壁面附近的钢液流速随拉速的增加而增加,随吹氩量增加而增大。.在保证足够多数量的气泡链前提下,吹气量和拉速配合合适时能得到更大范围的连续气膜,为最终优化水口吹氩工艺参数及上水口透气性参数,防止水口堵塞和提高铸坯质量提供理论基础和技术依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.20200479
发表时间:2021
2

长链基因间非编码RNA 00681竞争性结合miR-16促进黑素瘤细胞侵袭和迁移

长链基因间非编码RNA 00681竞争性结合miR-16促进黑素瘤细胞侵袭和迁移

DOI:
发表时间:2021
3

TRPV1/SIRT1介导吴茱萸次碱抗Ang Ⅱ诱导的血管平滑肌细胞衰老

TRPV1/SIRT1介导吴茱萸次碱抗Ang Ⅱ诱导的血管平滑肌细胞衰老

DOI:10.3969/j.issn.1001-1978.2022.02.019
发表时间:2022
4

出租车新运营模式下的LED广告精准投放策略

出租车新运营模式下的LED广告精准投放策略

DOI:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2020.10.022
发表时间:2020
5

新产品脱销等待时间对顾客抱怨行为的影响:基于有调节的双中介模型

新产品脱销等待时间对顾客抱怨行为的影响:基于有调节的双中介模型

DOI:
发表时间:2023

李阳的其他基金

批准号:61001191
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61671042
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51207106
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61806024
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603242
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41406162
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51072023
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51577133
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21476163
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50372005
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:61901397
批准年份:2019
资助金额:24.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61806220
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705470
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41403059
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41673071
批准年份:2016
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:11501080
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11126283
批准年份:2011
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:E0524814
批准年份:2005
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11201328
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11501014
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600961
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21903010
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50704010
批准年份:2007
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31500052
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21606171
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51674071
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:61604060
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21506157
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19874008
批准年份:1998
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:31500393
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61602239
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41802212
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21677015
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21402011
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705125
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1809209
批准年份:2018
资助金额:207.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51705247
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602875
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21407010
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11226223
批准年份:2012
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81901771
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51877151
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61403016
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31902096
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31200186
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301687
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于长水口吹氩微气泡形成和湍流破碎的应用基础研究

批准号:51904061
批准年份:2019
负责人:常胜
学科分类:E0410
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

吹氩结晶器内氩气泡对液态保护渣传热及流动行为的影响

批准号:51474163
批准年份:2014
负责人:程常桂
学科分类:E0411
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

中间包水口处环形气幕与钢液旋流耦合作用下夹杂物的迁移行为

批准号:51874215
批准年份:2018
负责人:程常桂
学科分类:E0411
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

电磁驱动旋流结合氩气喷吹排除离心中间包钢液夹杂物的研究

批准号:50474085
批准年份:2004
负责人:李宝宽
学科分类:E0411
资助金额:24.00
项目类别:联合基金项目