專利名稱：Rh精煉裝置物理模型制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RH冷態(tài)物理模型制作方法，具體涉及通過簡化處理相關(guān)參數(shù)，制作與原型相似的用于實(shí)驗(yàn)的冷態(tài)模型。
背景技術(shù)：
在爐外精煉方法中主要有RH、DH、VAD、VD、VOD、ASEA2SKF、LF等，其中RH法是最為重要的一種。RH脫氣裝置最初由兩家德國公司開發(fā)，(RH)處理工藝具有精煉效率高、適應(yīng)批量處理、裝備投資少、易操作等一系列優(yōu)點(diǎn)，在煉鋼生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用和顯著進(jìn)展。它不僅提高鋼產(chǎn)量，改善鋼材質(zhì)量，增加品種，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，而且極大地優(yōu)化了現(xiàn)代煉鋼工藝。RH精煉裝置開發(fā)之初的目的是為了脫除鋼水中的[H]，目前，RH的主要功能已經(jīng)由原來單一的脫氣設(shè)備發(fā)展成為包含真空脫氣脫碳、吹氧脫碳、噴粉脫硫、 溫度補(bǔ)償、均勻溫度和成分等的一種多功能爐外精煉設(shè)備。關(guān)于RH精煉設(shè)備及其方法作出的研究和改進(jìn)極其繁多，目前已有三百多項(xiàng)國內(nèi)專利申請。由于RH精煉裝置是一種真空循環(huán)冶金裝置，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，伴隨著高溫、高壓等復(fù)雜條件，很難在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)的研究并獲得有關(guān)數(shù)據(jù)，且實(shí)驗(yàn)成本極高。采用物理模型對冶金反應(yīng)器內(nèi)的過程進(jìn)行模擬，是本領(lǐng)域內(nèi)理想的研究方法。但是，物理模型的可靠性和可驗(yàn)證依賴于完善的數(shù)學(xué)模型。迄今為止，還沒有一種較為完善的模擬RH精煉過程的物理模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是突破冶金過程中高溫等復(fù)雜性條件限制，通過物理模型來模擬冶金反應(yīng)器實(shí)際工作過程，進(jìn)而對反應(yīng)器進(jìn)行研究。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種RH精煉裝置物理模型制作方法，采用有機(jī)玻璃按照比例制作RH精煉爐原型的物理模型，所述RH精煉爐原型主要包括鋼包、真空槽、兩個(gè)浸潰管和吹氣裝置。采用水模擬所述鋼包中的鋼水，采用空氣模擬所述吹氣裝置中吹出的氬氣。所述空氣與氬氣的換算關(guān)系為Qto = 0.817· (I/λ) 572Qsno其中，Qsn為物理模型中空氣流量，單位為m3/h。Qto為1600°C下RH精煉爐原型中Ar氣體流量，單位為m3/h。λ為物理模型與原型的相似比。本發(fā)明的模型制作材料采用有機(jī)玻璃。應(yīng)該考慮以下兩方面問題其一，應(yīng)當(dāng)考慮的是幾何相似，即模型與原型形狀相似。模型任一部分的尺寸與原型對應(yīng)的尺寸之比都相同。一般來說模型按照一定的比例縮小，在這里按照5:1的比例。其二，保持動(dòng)力相似，即力相似，針對RH精煉模擬主要涉及鋼液流動(dòng)等方面，動(dòng)力相似是重要的準(zhǔn)則之一。RH精煉裝置需要吹入氬氣作為驅(qū)動(dòng)氣體，氣體在RH精煉裝置內(nèi)的高溫環(huán)境下會(huì)膨脹，而實(shí)驗(yàn)條件下吹入的替代氣體(通常為空氣)是不會(huì)膨脹的。因此，我們通過修正弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)時(shí)出入的替代氣體流量與實(shí)際的氬流量之間的關(guān)系。
氣相修正弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)為Fr/，
即
權(quán)利要求
1.一種RH精煉裝置物理模型制作方法，其特征在于采用有機(jī)玻璃按照比例制作RH精煉爐原型的物理模型，所述RH精煉爐原型主要包括鋼包、真空槽、兩個(gè)浸潰管和吹氣裝置； 采用水模擬所述鋼包中的鋼水，采用空氣模擬所述吹氣裝置中吹出的氬氣； 所述空氣與氬氣的換算關(guān)系為Qto = O. 817 · (I/λ) 572Qsn ;其中，Qsn為物理模型中空氣流量，單位為m3/h ；QAr為RH精煉爐原型中Ar氣體流量，單位為m3/h ； λ為所述物理模型與原型的相似比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的RH精煉裝置物理模型制作方法，其特征在于所述物理模型與原型的相似比為I : 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的RH精煉裝置物理模型制作方法，其特征在于所述物理模型的真空槽壓強(qiáng)為9. 84X IO4Pa0
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的RH精煉裝置物理模型制作方法，其特征在于所述模型中空氣流量Q3^= 1.97Nm3/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的RH精煉裝置物理模型制作方法，其特征在于所述RH精煉爐原型的真空槽液體高度為hs，所述物理模型的真空槽液體高度為hw，實(shí)驗(yàn)條件下真空度由以下關(guān)系確定hs/hw = (P-Ps) P J (P-Pw) P s = I/ ，其中P為大氣壓強(qiáng)，Ps為原型的真空槽內(nèi)的壓強(qiáng)，Ps為原型內(nèi)鋼水的密度，Pw為模型的真空槽內(nèi)的壓強(qiáng)，Pw為模型內(nèi)水的 密度
全文摘要
本發(fā)明的目的是突破冶金過程中高溫等復(fù)雜性條件限制，通過物理模型來模擬冶金反應(yīng)器實(shí)際工作過程，進(jìn)而對反應(yīng)器進(jìn)行研究。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種RH精煉裝置物理模型制作方法，采用有機(jī)玻璃按照比例制作RH精煉爐原型的物理模型，所述RH精煉爐原型主要包括鋼包、真空槽、兩個(gè)浸漬管和吹氣裝置。采用水模擬所述鋼包中的鋼水，采用空氣模擬所述吹氣裝置中吹出的氬氣。所述空氣與氬氣的換算關(guān)系為QAr＝0.817·(1/λ)5/2Q空氣。其中，Q空氣為物理模型中空氣流量，單位為m3/h。QAr為1600℃下RH精煉爐原型中Ar氣體流量，單位為m3/h。λ為物理模型與原型的相似比。
文檔編號C21C7/10GK102965475SQ20121049925
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者劉清才, 徐敏人, 吳國防, 丁健, 馬東冉, 劉浪, 蘭苑培, 孔明, 李琳 申請人:重慶大學(xué)