作者：王舉金1張立峰1任英2
作者單位：1.北方工業(yè)大學(xué)機械與材料工程學(xué)院2.北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院
刊名：工程科學(xué)學(xué)報
ISSN：2095-9389
出版年：2024-09-03
卷：46
期：11
起頁：1960-1977
止頁：
分類號：TF701.1
語種：中文
關(guān)鍵詞：煉鋼;熱力學(xué);動力學(xué);模擬仿真;過程預(yù)報;多相反應(yīng);
內(nèi)容簡介煉鋼過程需要完成鋼液的脫碳、脫硫、脫磷、脫氧等一系列操作，是一個復(fù)雜的多因素控制過程，反應(yīng)器內(nèi)溫度高且不均勻，多相化學(xué)反應(yīng)同時發(fā)生，相際之間質(zhì)量、動量和熱量傳輸相互耦合，準(zhǔn)確預(yù)報和控制煉鋼過程一直是鋼鐵冶煉的難點和冶金工作者的研究熱點.本論文總結(jié)了近年來煉鋼過程反應(yīng)熱力學(xué)和動力學(xué)以及其在數(shù)值模擬仿真方面的研究進展.在反應(yīng)熱力學(xué)方面，鋼液活度計算模型主要有Wagner相互作用系數(shù)模型、統(tǒng)一相互作用系數(shù)模型和締合物模型，在現(xiàn)階段，Wagner相互作用系數(shù)模型仍是應(yīng)用最為廣泛的鋼液活度計算模型，但隨著新鋼種的開發(fā)，這一模型的普適性遇到了挑戰(zhàn)，鋼液活度的計算亟需開發(fā)新模型、補充新數(shù)據(jù)；熔渣活度計算模型主要有分子理論模型、離子理論模型、正規(guī)離子溶液模型、修正的準(zhǔn)化學(xué)模型和共存理論模型.通過反應(yīng)動力學(xué)模型，煉鋼過程鋼液、渣和非金屬夾雜物隨時間的變化能夠被較為準(zhǔn)確的預(yù)報出來，如多組分耦合反應(yīng)模型、有效平衡反應(yīng)區(qū)模型和未反應(yīng)核模型等，但反應(yīng)動力學(xué)模型中的傳質(zhì)系數(shù)多是通過經(jīng)驗公式確定，無法準(zhǔn)確表征不同反應(yīng)器內(nèi)的動力學(xué).通過將反應(yīng)動力學(xué)與三維數(shù)值模擬仿真相耦合，揭示了Kambara reactor鐵水預(yù)處理脫硫過程和Ruhrstah-Hereaeus精煉鋼液脫碳過程反應(yīng)器內(nèi)鋼液成分的三維分布及其隨時間演變，但綜合考慮鋼、渣、夾雜物、耐火材料、合金等多相多元反應(yīng)的三維數(shù)值模擬仿真尚沒有較為成熟的模型，仍需要進一步深入研究.
所需耐材幣：0
