板坯连铸中间包底吹气数值模拟研究

根据宝#连铸机中间包的实际操作工艺参数,在中间包结构内部加装吹气装置,进行了气-液两相的流动和传热耦合的数值模拟.模拟研究结果表明,底吹气可以显著改善中间包内钢水的流动特征,增加钢水流动的轨迹,延长钢水在中间包内的停留时间,提高中间包内钢水的混合程度;在坝堰中间加装吹气装置有助于均匀整个中间包内钢水的速度,减少中间包的死区体积分率,得到更好的冶金效果.     

CSP中间包内腔优化的数值模拟

针对CSP中间包内冶金过程,建立中间包内钢水流场、温度场、夹杂物运动的数学模型,对不同挡墙和挡坝的5种组合方案的中间包钢水,从流动、传热和去夹杂能力等方面进行分析。结果表明:不同挡墙和挡坝的组合方案中,方案5效果最佳,其结构合理,钢液停留时间有效延长,利于夹杂物的上浮;没有明显的低温区域,中间包出口与入口的温差为5℃;对50μm的夹杂物能去除98.4%,对40μm的夹杂物去除率达到92.3%。     

梅钢40t板坯中间包的工业试验与仿真分析

梅山钢铁公司炼钢厂有2座150t的LD转炉,配40t板坯连铸中间包。为了了解和掌握中间包内部过程的基本特征,在实际中间包内对流动控制装置、钢水停留时间分布及熔泡内温度分布情况进行了现场测试,并结合数学和物理模拟方法进行分析。研究结果表明：钢包与中间包内钢水的温差对中间包内钢水的流动状态有很大影响,进而影响着中间包内许多冶金过程;实际中间包熔泡内温度分布不均,即使没有任何流动控制装置,熔池内上部温度也高于下部温度,现场测定的停留时间曲线与传统的等温水模型实验结果相差较大;在大多数生产条件下,中间包内的流动是非等温流动,以等温条件为前提的挡板设计、控制参数可能与实际情况不符,应该重新鉴别。     

中间包热态水模型研究

用热态水模研究了中间包内钢水的流动规律，结果表明，钢液由于温度变化导致密度不均匀，使自然对流影响钢液流动；同时，给出了不同控流装置和不同熔池高度下中间包内的温度分布，并讨论了它们对自然对流的影响．     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

七流连铸中间包流场的数值模拟

采用FLUENT软件对中天钢铁集团公司七流连铸中间包内型流场进行数值模拟,研究速度矢量、湍动能和流体迹线分布规律,分析中间包内有无C型挡墙加入的流场特征.模拟结果表明,加入C型挡墙使中间包的湍动能主要集中在入口区域,利于延长包内各流的平均停留时间,减小死区体积分数,包内各流流动更加均匀,有利于钢液温度和成份的均匀.     

五流大方坯连铸中间包流场与温度场数理模拟的研究

基于数理模拟,对五流大方坯连铸中间包内钢水流动特性及温度场进行了研究.物理模拟结果表明:采用湍流控制器可明显延长钢水的响应时间和停留时间,采用梯形围墙有利于钢水在各流间合理分配,在2#、4#流水口下游设置挡坝,能够进一步改善中间包内钢水的流动特性.当采用稳流器+梯形围墙+挡坝的控流方式时,各流的流动特征参数一致,死区体积在25.0%以下,平均停留时间达15 min以上;数值模拟结果表明,采用本研究开发的控流方式,中间包内钢水温度分布合理,包内钢水最大温差在10℃以内,各流间出口钢水温差为2～3℃,有利于发挥中间包的冶金效果,保证连铸生产顺行和铸坯质量.     

板坯连铸中间包结构优化的研究

结合某公司双冲击点板坯中间包生产现状,利用水模实验对中间包内钢水流动特性进行了研究.结果表明：原中间包结构存在明显的短路流,钢水停留时间偏短,死区体积分率偏高,不利于夹杂物上浮去除.同时,由于在高度较大的两湍流控制器间钢水不能流出,影响金属收得率.这种具有双冲击点的中间包,应按照对称的两个单流板坯中间包进行结构优化.采用小高度湍流控制器加上下挡墙的控流方式时,由于钢水流经路径增长和全混流体积分率增加,响应时间增长,死区体积分率显著减小至15%以下,有利于夹杂物上浮去除.同时,将小高度湍流控制器和门式开孔导流坝相结合,残钢量显著减小,有利于提高金属收得率.     

小方坯连铸中间包内型优化试验

通过水力学模型试验 ,研究了中间包内的温度和浓度变化。研究表明 :现场中间包内型结构欠合理 ;设置横挡墙和“V”字型挡墙均可改善中间包内的流场 ;开口度为130mm×100mm横型挡墙和开口度为150mm×80mm“V”字型挡墙效果最好 ,它们均可保证在正常浇注条件下 ,使1 ,2流平均温差1℃左右。     

异型坯中间包中钢液三维流场研究

针对马钢异形坯中间包,建立了相应的数模,利用流体力学软件FLUENT,在非等温条件下,研究在设置挡墙和坝前后中间包内钢水流场规律,为工业现场工艺优化提供科学参考.     

六流小方坯连铸中间包内型优化设计水模研究

通过水力学模型试验,研究了中间包内的流场和流动分布。研究表明：现场中间包内型结构欠合理。试验通过在中间包模型内加设V型档墙,并调整挡墙上开孔的数量、大小、倾角和位置来控制流体流动的方式,从而使流场得以改善,满足生产实际要求,保证了连铸机的正常操作和铸坯质量。     

底吹气中间包内流动与夹杂物控制

以宝钢集团梅山钢厂1台连铸中间包为原型,采用水模型的方法对底吹气中间包内的流动和夹杂物控制进行研究.结果表明,采用自行设计的装置进行底吹气,能够在中间包内形成均匀、稳定而又细小的气泡;底吹气能够在中间包内形成微气泡形式的"气幕挡墙","气幕挡墙"的形成能有效地破坏中间包内"层流"结构的流动形式,避免形成短路流动,提高平均停留时间,缩小死区体积分率;在吹气位置的选择上,采用中部位置(B2)进行吹气,效果较好;采用底吹气的方式可以实现对中间包内流动的控制,且不需要大的气体流量;底吹气有利于中间包内夹杂物的去除.     

马钢六流小方坯连铸机中间包内型优化水模试验

对我六流方坯连铸机Ｔ型中间包内腔优化的水模试验研究，在中间包内设置适当的纵向或横向挡墙，可以把大包注入的钢水较均匀地分配给各水口，减小各水口间的温差，尤其是解决了１，６流水口的低温状况，横向挡墙已在工业生产中采用，效果良好。     

钢水密度对中间包流场影响的数模研究

利用数模研究了钢水在常密度和密度变化两种条件时，中间包内的流场、温度场和钢水平停留时间，计算结果说明高温钢水在中间包内流动时，不能忽略自然对流流动，密度随温度变化时，钢水沿着液面流水到水口区，没有短路流现象，最短滞流时间１５０ｓ，进出口温差４６℃，其流场和温度与常密度条件下的正好相反。     

马钢六流小方坯连铸机中间包内型优化水模试验

对马钢六流方坯连铸机T型中间包内腔优化的水模试验研究，在中间包内设置适当的纵向或横向挡墙，可以把大包注入的钢水较均匀地分配给各水口，减小各水口间的温差，尤其是解决了1，6流水口的低温状况．横向挡墙已在工业生产中采用，效果良好．     

连铸中间包内陶瓷过滤器优化设计的水力学模拟实验研究

介绍了大型板坯连铸机中间包水力学模型的实验研究。根据相似原理，用水模拟钢水在中间包内的流动特征。通过改变三重堰间距，高度和陶瓷过程器的设计参数，测定停留时间分布曲线，分析了影响中间包内流体流动的因素。该模型的实验结果对生产实际具有指导意义。     

钢水密度对中间包流场影响的数模研究

利用数模研究了钢水在常密度和密度变化两种条件时，中间包内的流场、温度场和钢水平均停留时间．计算结果说明高温钢水在中间包内流动时，不能忽略自然对流流动，密度随温度变化时，钢水沿着液面流到水口区，没有短路流现象，最短滞流时间150s，进出口温差46℃，其流场和温度场与常密度条件下的正好相反．     

漩流中间包流场的数值模拟

采用CFD软件Fluent对漩流中间包内的流场进行了数值模拟,分析了漩流中间包内的流场特征,以及漩流室的加入,中间包内的流动形态.模拟结果表明,由于漩流室的加入使湍动能耗散主要集中在漩流室内部,有利于夹杂物的聚合长大;漩流室的加入可改善钢液的流动状态,利于夹杂物的上浮。由于入口位置的非对称布置,造成了漩流中间包内的流场在入口区呈明显的非对称分布,这些结果为进一步优化漩流中间包内漩流室的位置和中间包挡墙参数提供了理论依据.     

板坯连铸中间包内钢液流场和浓度场的数值模拟

采用FLUENT软件对板坯连铸中间包内的流场和浓度场进行数值模拟,分析中间包内有无挡墙以及挡墙参数变化引起中间包内流场、浓度场的变化情况。模拟结果表明,湍流控制器与挡墙的优化配合使中间包内钢液的平均停留时间由502 s延长至573 s,死区体积分数由29.7%降为14.4%,优化挡墙与挡坝参数有利于钢液温度和成份的均匀,及夹杂物的上浮去除。     

板坯中间包空包、充包过程中自由表面的数值模拟

中间包液面稳定时,钢水的流入和流出可以近似认为是一个稳定流动过程.然而在开浇时液面升高或在换钢包和浇注末期中间包液面下降时,流速有较大的变化而引起流动模式改变导致表面波的形成.研究了中间包内钢液在空包和充包过程中自由表面的变化以及此过程的速度场,研究结果深化了对中间包空包、充包工作过程的认识.