内外复合冷却高效结晶器内钢水三维流场数值模拟

提出一种基于结晶器内钢水内外复台冷却高效连铸新技术，即在“结晶器内设置内冷却器——U型管”。采用流体力学分析软件FLUENT，分析了内置U型冷却器时结晶器内钢水的流动状态，并与无内置L型管冷却器时结晶器内钢水流动状态作比较，发现内置U型冷却器使结晶器内钢水的流动状况均匀，钢水的冲击深度减轻，有利于钢中夹杂物上浮。     

连铸坯结晶器内钢水流动模式分析

介绍了板坯结晶器内钢水流动的3种模式,探讨了结晶器内钢水流动模式对铸坯质量的影响,分析了拉速、水口（SEN）形状和插入深度、吹氩量和铸坯宽度对板坯结晶器内钢水流动模式的影响。     

板坯连铸充型过程流场温度场耦合数值模拟

利用CFD商用软件Flow-3d,对内外复合冷却结晶器内钢水充型过程流场温度场耦合作用下的 流动和凝固状况进行数值模拟,得到了流场温度场的分布图和充填过程中自由表面的位置和形状图。分析了 板坯连铸充型过程中流场温度场对钢水凝固的影响。结果表明内冷却器可改善钢水的流动,有利于钢液中的 夹杂物上浮,加快结晶器内钢液的凝固     

内冷却器-U形管对板坯连铸结晶器内钢水流动的影响

针对1 240 mm×200 mm板坯连铸提出了一种钢水内外复合冷却技术,即在“结晶器内设置内冷却器-U形管”,起到提高传热效率和改善钢液流动之目的。运用流体力学分析软件,就内外复合冷却结晶器内钢水的流动状态进行了数值模拟,发现内冷却器可以使结晶器内钢水的流动状态均匀,部分起到电磁制动之功效,有利于钢液中的夹杂物上浮。     

板坯连铸内外复合冷却流场和温度场耦合数值模拟

 针对1 240 mm×200 mm板坯连铸提出了一种钢水内外复合冷却技术，即在结晶器内设置内冷却器 U形管，起到提高传热效率改善铸坯内部组织之目的。运用流体力学分析软件，就内外复合冷却结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下的凝固状况进行数值模拟，发现内冷却器可以使钢水的流动状态均匀和加快连铸坯的凝固速度。     

板坯连铸结晶器内钢液流动过程的模拟仿真

板坯连铸结晶器内钢液的流动方式对去除钢水中夹杂物，防止残渣和保护渣卷入钢水，防止注流冲刷凝固固造成漏网和拉裂很重要。本文开发了描述结晶器内三维湍流流动的数学模型和计算程序Ｍｏｕｌｄ１．０，对结晶器内的流动现象进行了模拟研究，观察了双侧孔浸入式水口的张角和浸入深度及浇铸速度对结晶器内流动行为的影响。计算模拟结果与实测结果进行了比较。     

注流方式对大方坯连铸结晶器内钢水流动与温度状态影响

依据改变水口侧孔射流方向来控制结晶器内钢流流动状态的思想,设计了一种大方坯连铸结晶器新型四分切向水口.对不同类型水口(直通式、四分径向以及四分切向水口)浇注条件下大方坯连铸结晶器内钢水流动形态和温度分布状况进行了流体动力学比较研究.结果表明,新型四分切向水口不仅可以使结晶器内钢水形成上、下两个回流,并能够产生较强的水平旋流.该水平旋流能降低钢水的冲击深度,抑制钢液面波动,促进夹杂物上浮,还具有促进钢水过热耗散的效果.与四分径向水口相比,新型四分切向水口能减弱射流对初生坯壳的冲击,均匀横截面坯壳厚度.此外,该旋流状态使热中心上移,自由液面附近钢水的温度可提高2～6℃,改善化渣条件.     

大方坯径向水口旋流效应及其对凝固的影响

通过改变水口侧孔钢水流动方向可以控制结晶器内钢水流动与换热。采用流体动力学与凝固模拟方法对比研究了浸入式四分径向水口不同出流方向对大方坯连铸结晶器内流动、传热和凝固行为的影响。结果表明，侧孔方向对浇注过程结晶器内钢水的流动与凝固行为有显著影响。当水口侧孔水平旋转角度为30°时，结晶器内形成较好的水平旋流，可以有效降低侧孔出流钢水对坯壳的冲刷作用，并有利于结晶器内自由液面过热度的提高。比较不同侧孔出流角度发现，利用普通径向四分水口在一定安装角度下的旋流效应不仅对于初生坯壳的均匀生长以及自由液面的冶金效果产生有利影响，还可能在不改变水口结构条件下获得类似结晶器电磁搅拌的旋流效应。     

板坯连铸结晶器流场的水模型研究

通过水模型实验对连铸机结晶器内钢水流场进行研究,模拟两种倾角水口(侧孔向下15度和向下5度),在5种不同的结晶器断面上和5种不同的水口通钢量条件下的结晶器流场,以获得流场流动状况及变化过程,根据模拟的流场流动状况来确定不同的断面的最佳流场的通钢量范围.     

基于FLUENT的结晶器出钢温度控制的研究

结晶器出钢温度是结晶器内钢水坯壳厚度判别的一项重要衡量指标。通过FLUENT软件对结晶器钢水流动温度耦合场仿真,阐述了出钢拉速对于结晶器出钢温度的影响,进而推算出出钢拉速、结晶器液位与其出钢温度的仿真控制模型,得出了结晶器出钢温度控制的实现方法。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座：和十二讲 流体运动基础

连铸过程中，结晶器是控制钢水清洁度的最后环节，结晶器内钢水流动方式对夹杂物的行为影响很大，控制合适的流动状态对去除夹杂物、防止残渣及保护渣的卷入十分重要，介绍了流体运动的几种状态及有关的基础知识。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十二讲 流体运动基础

连铸过程中，结晶器是控制钢水清洁度的最后环节，结晶器内钢水流动方式对夹杂物的行为影响很大，控制合适的流动状态对去除夹杂物、防止残渣及保护渣的卷入十分重要，介绍了流体运动的几种状态及有关的基础知识。     

中薄板坯连铸结晶器内钢水流场的数值模拟

 以鞍钢中薄板坯连铸机为对象，在商业软件CFX44的平台上对结晶器内钢水流动和液面波动过程进行了数值模拟，重点研究了其所独有的3孔浸入式水口的冶金功能。针对3孔浸入式水口不同侧孔倾角和浸入深度，数值模拟对结晶器内钢水流动做出了较为详细的预报，研究工作就此分别考察了水口中心孔流量变化和钢水液面波动幅度。     

大方坯连铸结晶器内钢水流场的数值模拟

 采用数值模拟的方法对大方坯结晶器内钢水流动过程进行了理论计算和分析，评估了浸入式水口结构对结晶器综合冶金效果的影响，并讨论了有关工艺参数与浸入式水口结构参数的关系。结果表明，浸入式水口结构及其工艺参数对结晶器内钢水流场分布及湍流粘度分布影响显著。     

高速浇注板坯时浇注条件对连铸结晶器内钢水流动的影响

高速浇注时，容易发生因结晶器内保护渣的卷入而导致板坯表面下的缺陷。用水模拟试验和实机浇注试验研究了板坯连铸结晶器内钢水流动的行为。获得结果如下：（１）结晶器内钢水的液面波动，产生各种频率的波，这和钢水的表面流速有关；（２）水模拟试验揭示出，钢水液水液面的波动可通过使浸入式水口结构和其他浇注参数的最佳化来控制；（３）已表明了一个能表示结晶器窄边附近的钢水液面波动情况的参数（Ｆ值），它是在不同浇注条件     

连铸结晶器内钢水卷渣的机理与控制

通过物理模拟手段,对高拉速条件下结晶器内钢水流动和液面卷渣行为进行了研究,分析了操作参数对结晶器内部工艺过程的影响,并提出了防止结晶器卷渣的措施.     

薄板坯连铸用平头浸入式水口的研究开发

通过研究薄板坯连铸机大通钢量条件下结晶器内钢水的流动特性,分析了浸入式水口出口射流对熔池温度分布、结晶器内液面波动等的影响。唐钢研发的一种薄板坯连铸机用平头浸入式水口,优化了浸入式水口钢液出钢孔端面的形状结构和在结晶器内的浸入深度,使高温钢水覆盖了整个结晶器表面,有利于保护渣的融化,解决了薄板坯连铸机拉速提高对结晶器流场、铸坯质量等方面的影响。     

宽板坯连铸用旋转流浸入式水口的出口角度设计

在连铸结晶器内，一方面结晶器壁面的冷却可使凝固坯壳成长，另一方面还应通过钢水表面使气泡及非金属夹杂物上浮排出。这就是说在结晶器壁面冷却的同时还必须保持高的钢水表面温度，这是连铸操作的基本难点。在一般连铸时向钢水表面的供热是依靠一支浸入式水口流出的钢流进行的，所以，控制其流出的钢流能在结晶器内形成最佳的流动是非常重要的。     

用气泡分散模型分析连铸结晶器中钢水流动方式

日本川崎钢铁公司采用内腔220～300mm、4×1.25～2m的弧形结晶器浇注板坯。为了克服连铸时氧化铝、结晶器保护渣和为防止浸入式水口阻塞而喷吹的氩气所造成的缺陷,该公司认为必须研究钢水在结晶器内的流动方式以及喷吹气体对它的影响,并找出控制钢水流动方式的方法。     

真空浇注对结晶器内流体流动行为的影响

对真空浇注下结晶器内流体流动行为进行了研究.将中间包浇注水口上部区域进行密封得到真空室,通过降低真空室压力减小钢水进入结晶器的驱动压力,从而减小钢水进入结晶器的流速,最终减小结晶器内液面波动造成的卷渣.试验研究了不同真空室压力和不同进入真空室阀门开启度下的结晶器液面波动和窄面压力变化,得到真空室压力减小、开启度增加可以减小结晶器液面波动和窄面压力变化,同时得到了各位置液面波动和窄面压力变化的规律.