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商品簡介
隨著高品質潔淨鋼的發展，底吹氬作為一種普遍採用的精煉技術成為冶金科技工作者關注的重點之一。鋼包和中間包在鋼水精煉中具有重要地位，高溫透氣功能耐火材料是能否有效發揮底吹氬冶金作用的關鍵。本文根據鋼包和中間包的實際服役條件，首先研究了影響透氣功能耐火材料性能的因素，通過建立透氣功能耐火材料服役和蝕損過程的數學模型，採用數學物理模擬與實驗相結合的方法研究了透氣功能耐火材料性能參數對鋼包和中間包流體流動特性以及夾雜物運動和去除的影響，並對透氣功能耐火材料的組成、結構以及應用工藝參數進行優化設計。本文立足國家和湖北省重大需求和支柱產業，致力於探索實現高溫新技術用耐火材料長壽功能化，為高品質鋼冶煉工藝及其耐火材料提供相關理論和技術保障。
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目錄
緒論 1
第1章 基礎知識概述 1
1. 1 鋼的精煉 4
1.2 渣／鋼界面行為 5
1.3 大渦模擬 10
1.11 鋼精煉用耐火材料 1 3
1.5 耐火材料渣蝕行為 15
1.6 耐火材料的鋼液沖刷蝕損 23
1.7 電磁場對冶金熔體的影響 25
1.8 電磁場對流體物理性質的影響 28
1.9 本章小結 29
參考文獻 29
第2章 卷渣關鍵區域模型與邊界條件 34
2.1 卷渣過程分析 34
2.2 邊界條件的確定 41
2.3 模型驗證與分析 43
2.4 本章小結 48
參考文獻 48
第3章 耐火材料與渣／鋼三相區的卷渣行為 49
3.1 底吹鋼包參數 49
3.2 關鍵參數確定 50
3.3 二維模擬 50
3.4 三維模擬 53
3.5 本章小結 55
參考文獻 55
第4章 底吹鋼包耐火材料蝕損的數學模型 56
4.1 多相流模型 56
4.2 多孔介質模型 56
4.3 耐火材料溶解蝕損的數學模型 56
4.4 耐火材料沖刷蝕損的數學模型 57
4.5 邊界條件 62
4.6 柏關參數 62
4.7 網格劃分與求解 63
4.8 本章小結 64
參考文獻 64
第5章 底吹鋼包耐火材料的蝕損規律 65
5.1 計算方案 65
5.2 結果與分析 65
5.3 本章小結 72
參考文獻 72
第6章 耐火材料渣蝕的基本模型 73
6.1 幾何模型 73
6.2 多相流模型 73
6.3 滲透模型 73
6.4 熱力學預測 75
6.5 反應模型 76
6.6 電磁模型 77
6.7 本章小結 77
參考文獻 77
第7章 耐火材料的渣蝕行為模擬 78
7.1 計算條件與假設 78
7.2 結果與討論 79
7.3 本章小結 86
參考文獻 86
第8章 氣幕擋牆中間包鋼液流動數學模型 87
8.1 水力學模擬實驗研究 87
8.2 鋼液流動數學模型 91
8.3 網格劃分與求解 94
8.4 多孑L介質模型對計算結果的影響 95
8.5 數學模型的驗證 99
8.6本章小結 100
參考文獻 101
第9章 氣幕擋牆中間包內夾雜物運動與去除數值模擬 102
9.1 夾雜物的去除方式 102
9.2 夫雜物的碰撞與長大模型 104
9.3 夾雜物去除率的計算方法 104
9.4 氣幕擋牆中問包夾雜物去除率的數學模擬 105
9.5 本章小結 108
參考文獻 108
第10章 透氣耐火材料對氣幕擋牆中間包鋼液流場的影響 109
10.1 透氣耐火材料阻力係數分析與計算 109
10.2 計算條件 110
10.3 透氣耐火材料對氣體流動的影響 110
10. 11 氣幕擋牆磚性能參數對氣泡逃逸速度的影響 112
10.5 中間包內液相的流場 113
10.6 中問包內氣體的體積分佈 115
10.7 本章小結 117
參考文獻 118
第11 章二流板坯連鑄中間包數值模擬 119
11.1 計算條件 119
11.2 數值求解 121
11.3 計算結果及討論 122
11.4 本章小結 150
參考文獻 151
第12章 中間包內場協同分析方法 152
12.1 中問包流場優化研究方法概述 152
12.2 場協同概述 153
12.3 流場與溫度場之問的場協同分析 153
12.4 流場與夾雜物濃度場之間的場協同分析 155
12.5本章小結 157
參考文獻 157
第13章 中間包內鋼液流場與溫度場數值計算與場協同分析 160
13.1 數學模型與計算條件 160
13.2 設置衝擊板裝置時計算結果及分析 162
13.3 設置擋牆、擋壩裝置時計算結果及分析 164
13.4 設置湍流控制器裝置時計算結果及分析 165
13.5 設置湍流控制器加擋牆擋壩時計算結果及分析 167
13.6 流場及溫度場的場協同數分析 169
13.7 溫度場的熱量積耗散 169
13.8 本章小結 170
參考文獻 170
第14章 單流中間包夾雜物去除數值模擬與場協同分析 171
14.1 數學模型與計算條件 171
14.2 湍流碰撞對夾雜物濃度的影響 172
14.3 不同控流裝置對夾雜物去除率的影響 177
14.4 中問包內流場與夾雜物數量濃度場的協同分析 179
11.5 本章小結 183
參考文獻 183
第15章 透氣耐火材料服役過程熱應力分析 181
15.1 數學模型 184
15.2 計算條件與方法 181
15.3 結果與分析 186
15.4 本章小結 192
參考文獻 192
緒論 1
第1章 基礎知識概述 1
1. 1 鋼的精煉 4
1.2 渣／鋼界面行為 5
1.3 大渦模擬 10
1.11 鋼精煉用耐火材料 1 3
1.5 耐火材料渣蝕行為 15
1.6 耐火材料的鋼液沖刷蝕損 23
1.7 電磁場對冶金熔體的影響 25
1.8 電磁場對流體物理性質的影響 28
1.9 本章小結 29
參考文獻 29
第2章 卷渣關鍵區域模型與邊界條件 34
2.1 卷渣過程分析 34
2.2 邊界條件的確定 41
2.3 模型驗證與分析 43
2.4 本章小結 48
參考文獻 48
第3章 耐火材料與渣／鋼三相區的卷渣行為 49
3.1 底吹鋼包參數 49
3.2 關鍵參數確定 50
3.3 二維模擬 50
3.4 三維模擬 53
3.5 本章小結 55
參考文獻 55
第4章 底吹鋼包耐火材料蝕損的數學模型 56
4.1 多相流模型 56
4.2 多孔介質模型 56
4.3 耐火材料溶解蝕損的數學模型 56
4.4 耐火材料沖刷蝕損的數學模型 57
4.5 邊界條件 62
4.6 柏關參數 62
4.7 網格劃分與求解 63
4.8 本章小結 64
參考文獻 64
第5章 底吹鋼包耐火材料的蝕損規律 65
5.1 計算方案 65
5.2 結果與分析 65
5.3 本章小結 72
參考文獻 72
第6章 耐火材料渣蝕的基本模型 73
6.1 幾何模型 73
6.2 多相流模型 73
6.3 滲透模型 73
6.4 熱力學預測 75
6.5 反應模型 76
6.6 電磁模型 77
6.7 本章小結 77
參考文獻 77
第7章 耐火材料的渣蝕行為模擬 78
7.1 計算條件與假設 78
7.2 結果與討論 79
7.3 本章小結 86
參考文獻 86
第8章 氣幕擋牆中間包鋼液流動數學模型 87
8.1 水力學模擬實驗研究 87
8.2 鋼液流動數學模型 91
8.3 網格劃分與求解 94
8.4 多孑L介質模型對計算結果的影響 95
8.5 數學模型的驗證 99
8.6本章小結 100
參考文獻 101
第9章 氣幕擋牆中間包內夾雜物運動與去除數值模擬 102
9.1 夾雜物的去除方式 102
9.2 夫雜物的碰撞與長大模型 104
9.3 夾雜物去除率的計算方法 104
9.4 氣幕擋牆中問包夾雜物去除率的數學模擬 105
9.5 本章小結 108
參考文獻 108
第10章 透氣耐火材料對氣幕擋牆中間包鋼液流場的影響 109
10.1 透氣耐火材料阻力係數分析與計算 109
10.2 計算條件 110
10.3 透氣耐火材料對氣體流動的影響 110
10. 11 氣幕擋牆磚性能參數對氣泡逃逸速度的影響 112
10.5 中間包內液相的流場 113
10.6 中問包內氣體的體積分佈 115
10.7 本章小結 117
參考文獻 118
第11 章二流板坯連鑄中間包數值模擬 119
11.1 計算條件 119
11.2 數值求解 121
11.3 計算結果及討論 122
11.4 本章小結 150
參考文獻 151
第12章 中間包內場協同分析方法 152
12.1 中問包流場優化研究方法概述 152
12.2 場協同概述 153
12.3 流場與溫度場之問的場協同分析 153
12.4 流場與夾雜物濃度場之間的場協同分析 155
12.5本章小結 157
參考文獻 157
第13章 中間包內鋼液流場與溫度場數值計算與場協同分析 160
13.1 數學模型與計算條件 160
13.2 設置衝擊板裝置時計算結果及分析 162
13.3 設置擋牆、擋壩裝置時計算結果及分析 164
13.4 設置湍流控制器裝置時計算結果及分析 165
13.5 設置湍流控制器加擋牆擋壩時計算結果及分析 167
13.6 流場及溫度場的場協同數分析 169
13.7 溫度場的熱量積耗散 169
13.8 本章小結 170
參考文獻 170
第14章 單流中間包夾雜物去除數值模擬與場協同分析 171
14.1 數學模型與計算條件 171
14.2 湍流碰撞對夾雜物濃度的影響 172
14.3 不同控流裝置對夾雜物去除率的影響 177
14.4 中問包內流場與夾雜物數量濃度場的協同分析 179
11.5 本章小結 183
參考文獻 183
第15章 透氣耐火材料服役過程熱應力分析 181
15.1 數學模型 184
15.2 計算條件與方法 181
15.3 結果與分析 186
15.4 本章小結 192
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