【摘 要】
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本课题是将钢铁工业成功应用的RH真空净化技术应用到铝合金液净化中并提供理论基础。采用物理模拟和数值模拟的方法详细考察了其应用于铝合金净化的物理场,包括氩气流量、真空度对熔体流动的影响,及对RH真空精炼过程中的夹杂物去除效率的影响。论文主要结果如下:通过相似条件,建立与原型1:1比例的RH真空精炼水模型装置,进行了氩气和水两相流动的水模型实验,模拟了真空精炼装置内部的两相流场,讨论不同工艺参数对液相
【基金项目】
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材料电磁过程研究教育部重点实验室横向课题《Al (Mg) -Li系合金废料再生技术研究》的一部分;
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本课题是将钢铁工业成功应用的RH真空净化技术应用到铝合金液净化中并提供理论基础。采用物理模拟和数值模拟的方法详细考察了其应用于铝合金净化的物理场,包括氩气流量、真空度对熔体流动的影响,及对RH真空精炼过程中的夹杂物去除效率的影响。论文主要结果如下:通过相似条件,建立与原型1:1比例的RH真空精炼水模型装置,进行了氩气和水两相流动的水模型实验,模拟了真空精炼装置内部的两相流场,讨论不同工艺参数对液相循环流动的影响。水模型物理模拟表明,净化装置中的循环流动途径为:在氩气带动下上升管内的液体流向真空室,然后沿着下降管向下流动到合金液箱最底部,向两侧流动,再流回上升管,形成两个环向流动区。提高气体流量有助于上升管内流出气泡数量的增加。在水模型中,提高氩气流量和真空度(真空室内液面的升高)以及减小气体气泡尺寸都能增加装置的循环流量,进而提高装置的效率。数值模拟的计算结果与水模拟的循环流量测量结果的气液两相流动方式基本吻合,气体流量增加、真空度减低则混匀时间减少。循环流量越大则混匀时间越短。同时,上升管内和真空室内的湍流动能最高,上升管下方的湍流动能最低,当上升管内整体的铝液速度变大时,铝液的湍流动能变大。因此,RH真空精炼装置的循环流量会变大。.真空度增加,上升管内中心部的含气率和整体铝液流动速度会有所增加,并且循环流量变大;吹入气泡的大小对上升管内整体的含气率和铝液速度影响不大。提高氩气流量、降低真空度和减小提升气体的气泡大小有助于提高夹杂物的去除效率,提高氩气流量对RH真空精炼除杂效率影响最为明显。
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