钢冶炼过程耐火材料与渣 钢作用的数值模拟

绪论 1

第1章 基础知识概述 4

1.1 钢的精炼 4

1.2 渣／钢界面行为 5

1.3 大涡模拟 10

1.4 钢精炼用耐火材料 13

1.5 耐火材料渣蚀行为 15

1.6 耐火材料的钢液冲刷蚀损 23

1.7 电磁场对冶金熔体的影响 25

1.8 电磁场对流体物理性质的影响 28

1.9 本章小结 29

参考文献 29

第2章 卷渣关键区域模型与边界条件 34

2.1 卷渣过程分析 34

2.2 边界条件的确定 41

2.3 模型验证与分析 43

2.4 本章小结 48

参考文献 48

第3章 耐火材料与渣／钢三相区的卷渣行为 49

3.1 底吹钢包参数 49

3.2 关键参数确定 50

3.3 二维模拟 50

3.4 三维模拟 53

3.5 本章小结 55

参考文献 55

第4章 底吹钢包耐火材料蚀损的数学模型 56

4.1 多相流模型 56

4.2 多孔介质模型 56

4.3 耐火材料溶解蚀损的数学模型 56

4.4 耐火材料冲刷蚀损的数学模型 57

4.5 边界条件 62

4.6 相关参数 62

4.7 网格划分与求解 63

4.8 本章小结 64

参考文献 64

第5章 底吹钢包耐火材料的蚀损规律 65

5.1 计算方案 65

5.2 结果与分析 65

5.3 本章小结 72

参考文献 72

第6章 耐火材料渣蚀的基本模型 73

6.1 几何模型 73

6.2 多相流模型 73

6.3 渗透模型 73

6.4 热力学预测 75

6.5 反应模型 76

6.6 电磁模型 77

6.7 本章小结 77

参考文献 77

第7章 耐火材料的渣蚀行为模拟 78

7.1 计算条件与假设 78

7.2 结果与讨论 79

7.3 本章小结 86

参考文献 86

第8章 气幕挡墙中间包钢液流动数学模型 87

8.1 水力学模拟实验研究 87

8.2 钢液流动数学模型 91

8.3 网格划分与求解 94

8.4 多孔介质模型对计算结果的影响 95

8.5 数学模型的验证 99

8.6 本章小结 100

参考文献 101

第9章 气幕挡墙中间包内夹杂物运动与去除数值模拟 102

9.1 夹杂物的去除方式 102

9.2 夹杂物的碰撞与长大模型 104

9.3 夹杂物去除率的计算方法 104

9.4 气幕挡墙中间包夹杂物去除率的数学模拟 105

9.5 本章小结 108

参考文献 108

第10章 透气耐火材料对气幕挡墙中间包钢液流场的影响 109

10.1 透气耐火材料阻力系数分析与计算 109

10.2 计算条件 110

10.3 透气耐火材料对气体流动的影响 110

10.4 气幕挡墙砖性能参数对气泡逃逸速度的影响 112

10.5 中间包内液相的流场 113

10.6 中间包内气体的体积分布 115

10.7 本章小结 117

参考文献 118

第11章 二流板坯连铸中间包数值模拟 119

11.1 计算条件 119

11.2 数值求解 121

11.3 计算结果及讨论 122

11.4 本章小结 150

参考文献 151

第12章 中间包内场协同分析方法 152

12.1 中间包流场优化研究方法概述 152

12.2 场协同概述 153

12.3 流场与温度场之间的场协同分析 153

12.4 流场与夹杂物浓度场之间的场协同分析 155

12.5 本章小结 157

参考文献 157

第13章 中间包内钢液流场与温度场数值计算与场协同分析 160

13.1 数学模型与计算条件 160

13.2 设置冲击板装置时计算结果及分析 162

13.3 设置挡墙、挡坝装置时计算结果及分析 164

13.4 设置湍流控制器装置时计算结果及分析 165

13.5 设置湍流控制器加挡墙挡坝时计算结果及分析 167

13.6 流场及温度场的场协同数分析 169

13.7 温度场的热量积耗散 169

13.8 本章小结 170

参考文献 170

第14章 单流中间包夹杂物去除数值模拟与场协同分析 171

14.1 数学模型与计算条件 171

14.2 湍流碰撞对夹杂物浓度的影响 172

14.3 不同控流装置对夹杂物去除率的影响 177

14.4 中间包内流场与夹杂物数量浓度场的协同分析 179

14.5 本章小结 183

参考文献 183

第15章 透气耐火材料服役过程热应力分析 184

15.1 数学模型 184

15.2 计算条件与方法 184

15.3 结果与分析 186

15.4 本章小结 192

参考文献 192