出铁沟内铁水流动的水模实验研究

作     者：孙长余 

作者单位：辽宁科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪琦

授予年度：2006年

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：出铁沟 水模实验 替换 冲击 停留时间分布曲线 

摘      要：高炉出铁沟作为高炉生产的一部分，是铁水从炉内经铁口流向铁水罐的必要通道，因此出铁沟的使用寿命直接关系到高炉生产能否正常有序的进行。出铁沟沟衬损坏的原因有很多，其中主要包括沟衬的材质和铁水对铁沟的冲刷。 本文以鞍钢10号高炉出铁沟为原型，建立了1/20有机玻璃模型，用水模拟铁水对铁沟的冲击和铁水在铁沟内的流动状态。在模拟实验中，根据现代高炉出铁沟类型，通过调整铁沟坡度，分别对贮铁式、半贮铁式和非贮铁式铁沟进行水模实验，比较不同出铁沟的不同特点。 通过铁沟内残留铁水量的替换时间研究，得出了出铁过程中不同坡度铁沟内残留铁水的替换时间，坡度愈小，替换时间愈长，铁沟的温度变化愈小，因温度变化对铁沟的损坏愈小。 测量了出铁过程中铁水在铁沟上的落点和范围，并对铁沟底部的垂直冲击速度进行了计算，得出不同类型铁沟被铁水冲击的情况，分析了铁沟内铁水的循环流对铁沟内衬的冲刷作用。 通过对铁沟内铁水停留时间分布曲线的测定和计算，分析了铁沟内铁水流动规律，即铁沟内存在活塞流区、死区和循环流区，并计算得出了这些区域各自所占的体积分数，并与观测到的现象进行对比分析。