CSP连铸中间包不同控流装置对钢水流动行为影响模拟研究

基于有限元方法,研究了酒钢CSP薄板连铸中间包采用不同的控制流装置布置对中间包流场的影响,结果表明,仅有挡渣墙无挡坝的控流装置钢水在中间包内停留时间最短,流场分布最不合理,第一道挡坝与挡渣墙的距离200 mm,高度200 mm的工况下,中间包流场分布较为合理,研究结果为中间包流场进一步优化改善提供了理论上的指导。     

变径通道在八字型感应加热中间包中的应用

以国内某钢厂6流八字型通道式感应加热中间包为研究对象,为了改善原型中间包的流场特性、降低温降、均匀各出水口温度,提出使用变径通道的方案并利用水模拟、数值模拟的方法对八字型感应加热中间包的流场及温度场进行研究,以此得到变径通道对中间包流场、温度场的优化效果。研究结果表明:原型中间包内流场分布不合理且温度差异明显,流往中间包中部的流股较少,中间包中部存在较大的低温区,各出水口温度分别为1 768、1 765.54、1 753.23 K;使用变径通道后,可以有效地改善流场的分布,增加了流向中间包中部的流股,提高了温度的均匀性,各出水口温差控制在3 K以内,温度分别为1 761.77、1 760.46、1 763.08 K。     

PIV测试技术在漩流中间包流场研究中的应用

粒子成像测速仪（Particle Image Velocimetry，简称PIV）是流场研究中的先进测试设备，在反应器内的流场研究中有广泛的应用．本文针对漩流中间包漩流室内的流场进行了测定，得到可靠的流场分布数据，为分析漩流中间包分离夹杂物效果和进一步的数值模拟验证提供依据．结果表明，漩流中间包漩流室内流场复杂，漩流室内液体旋转现象明显．     

有限元数值模拟在连铸中间包操作中的应用

建立了三维湍流数学模型,应用有限元软件对连铸中间包内的流场进行了数值模拟,研究了中间包液面深度对中间包流场的影响.计算结果表明,中间包的液面应保持适当高度,过低容易引起中间包液面不稳,不利于夹杂物上浮;过高则容易引起溢钢.     

异型中间包数值模拟优化研究

以国内某厂所设计的初始小型异型原始中间包为研究对象,为改善中间包内流场及温度场特性,采用数值模拟的手段对有无冲击杯和挡墙结构下的中间包内流场和温度场进行模拟研究。研究结果表明:原始中间包内流场和温度场不理想,造成各流温度差异较大,并且速度死区体积达到22.05%;改进后的中间包对中间包内速度分布有明显改善,同时改变了温度分布,速度死区体积最高降低到7.52%。并用标准方差对中间包各流的温度进行一致性评价。通过冲击杯和特殊挡墙配合,可较好使中间包内速度及温度分布均匀。     

板坯连铸中间包流场及传热特征模拟研究

对某钢厂现有板坯连铸中间包进行流场模拟研究。研究结果表明：原结构的中间包内钢水停留时间短，死区体积大。通过优化设计使流场得以改善，并用数学模拟的方法进行了流场及传热特征计算，验证了通过水力学模拟试验得到的优化方案的合理性。     

衡管水平连铸中间包流场分析

根据衡阳钢管水平连铸中间包的实际情况,采用1：1．5的相似比例建立水模拟系统,对水平连铸中间包内钢液流场进行研究．得出水平连铸中间包内钢水流场与弧形连铸中间包内钢水流场的主要区别,提出了优化水平连铸中间包钢水流动的方向。     

小方坯连铸中间包流场数值模拟研究

介绍了承钢8流小方坯连铸机中间包流场的优化方法。通过对连铸中间包流场的模拟研究,确定中间包内钢水的流动规律及影响钢水流动性的因素;优化中间包的结构,给出结构优化参数。通过改进,促进了中间包内钢中夹杂物上浮,降低了钢中大型夹杂物含量,铸坯洁净度大幅度提高。     

板坯连铸结晶器流场及液面波动的水模研究

以我国实际生产的某连铸结晶器为原型,建立1∶1有机玻璃水模型,研究了不同结晶器断面、不同中间包液位下,板坯连铸结晶器流场形态和结晶器液面波动情况,研究发现中间包液位的变化对结晶器液面流场和波动产生影响;同时中间包液位改变了水口出口的压力和流速,进一步影响结晶器流场和液面波动.实验工况条件下,最佳中间包液位的稳定高度为800 mm.建议生产过程稳定控制中间包液位,以提高连铸坯质量.     

板坯单流连铸中间包的流场优化

通过水模型实验,针对现场中间包流场存在的问题,对影响流场的关键因素进行正交优化试验并验证;本文主要在优化后最佳方案的基础上,对不同插入深度和湍流抑制器对中间包流场的影响进行研究,并研究了在非稳态浇注过程中,不同工况下中间包钢液最低液位的变化.试验结果表明:综合考虑RTD曲线和流场显示,保持中间包液面稳定,拉速为1.2m/min,在正交优化的最佳方案的情况下,采用圆形湍流抑制器,插入深度为90mm时,中间包内流场较好,死区比例小,平均停留时间长;非稳态浇注过程中采用有坝和圆形湍流抑制器的中间包时,钢液的最低液位比较合理.     

中间包湍流控制器结构优化的水力学模拟

通过水力学模拟实验,研究了湍流控制器结构对中问包内流体流动特性的影响.结果表明:湍流控制器的结构埘巾间包流体流动特性有较大的影响.湍流控制器内腔形状为槽形,顶缘长度为30mm且其底部形状为平底时,流体在中间包内的斤始响应和平均停留时间最长,死区体积分数最小,活塞流与死区体积的比值最大,而且最有利于中问包内的夹杂物上浮去除.同时,相对于湍流控制器的内腔形状和底部形状,其顶缘长度对中间包内的流场影响最大.     

Flow Control in Six-Strand Billet Continuous Casting Tundish With Different Configurations

A 1∶2.5 scale tundish model was set up in laboratory for a six-strand billet continuous casting tundish with different configurations to investigate fluid flow characteristics under different operational conditions by measuring residence time distribution curves.It was found that minimum residence time,maximum concentration time and average residence time of the three strands on the same side of the tundish with the former configuration under normal operation,that is,six strands were open,were small and non-uniform and the tundish had large dead volume fraction.Vortexes easily formed on the liquid surface in the pouring zone of the tundish.The fluid flow characteristics in the tundish with the optimal turbulence inhibitor and baffles were improved and became less non-uniform among the strands.Vortexes were not found on the pouring zone surface in the optimal tundish.For non-normal operation,that is,one strand was close,it was important to choose which strand to be closed for maintaining flow characteristics of the rest two strands.It was found from this investigation that fluid flow characteristics in the optimal configuration tundish with closing strand 2 were better than those with closing strand 3 on the same side.     

单流厚板坯连铸中间包结构优化

针对鞍钢一炼钢的厚板坯连铸中间包，采用冷态物理模拟方法，对中间包的控流装置进行了优化，对实际中间包钢水流动建立了数学模型，得到中间包优化前后钢液流动的速度场。实验结果表明，原结构的中间包的控流装置和布置位置不合理。中间包采用湍流控制器和结构优化后，提高了钢水在中间包的停留时间，死区体积明显下降。实际应用的结果表明，中间包结构优化后，中间包钢液、第1和第3块铸坯试样中的平均夹杂物面积比明显下降。     

四流中间包气幕挡墙水模拟研究

采用不同参数的多孔透气砖进行了25 t四流中间包的底部吹气水模拟实验,结合RTD曲线和标准差分析,研究透气砖面积(210～105 mm×56～28 mm) 、4种吹气位置和吹气量(60～120 L/h)对中间包液体流动特性的影响,并与不吹气的情况进行了对比。结果表明,中间包吹气能改善液体的流动特性,均衡其在不同水口间的停留时间,并能延长峰值时间和降低死区体积。透气砖靠近挡墙,采用小气量和小面积更有利于改善现有中间包流场。     

Flow Control in Six-Straud Billet Continuous Casting Tundish With Different Configurations

 A 1:2.5 scale tundish model was set up in laboratory for a six-strand billet continuous casting tundish with different configurations to investigate fluid flowing characteristics under different operational conditions by measuring residence time distribution curves. It was known from the investigation that minimum residence time, maximum concentration time and average residence time of the three strands in the same side of the tundish with the former configuration under normal operation, that is, 6 strands were open, were small and non-uniform and the tundish had large dead volume fraction. Vortexes easily formed on the liquid surface in the pouring zone of the tundish. The fluid flow characteristics in the tundish with the optimal turbulence inhibitor and baffles were improved and became less non-uniform among the strands. Vortexes were not found on the pouring zone surface in the optimal tundish. Under un-normal operation, that is, one strand was close, it was important to choose which strand should be closed for flowing characteristics of the rest two strands. It was found from this investigation that fluid flowing characteristics in the optimal configuration tundish with closing strand 2 were better than those with closing strand 3 at the same side.     

五流非对称结构中间包流动及传热特征数值模拟

为优化某钢厂非对称结构中间包内流体流动、均匀各流钢液温度、延长近水口平均停留时间,以达到提高铸坯质量的目的,对工厂原方案及两个优化方案进行流场、温度场及停留时间的数值模拟计算.结果表明无控流装置的原中间包流动及温度场分布不合理,优化方案有了明显的改善,并确定了最佳方案.     

四流矩形中间包冲击碗应用水模实验研究

通过四流矩形中间包水模实验,研究了不同结构的冲击碗与不同控流装置的组合对中间包流动特性的影响,并比较了有无冲击碗对中间包流动特性的影响。合理使用适当结构的冲击碗能大大延长近中心流的响应时间,改善各流的流动特性的差异,提高平均停留时间和平均活塞区体积。冲击碗与单坝组合控流效果较好,而冲击碗与单墙单坝组合控流效果较差。提出了针对四流矩形中间包控流装置的优化设计方案。     

五流T型中间包内控流装置优化的水模型实验

通过水力学模型五流T型连铸中间包后发现,在现有的操作条件下,无控流中间包五个流的流动特性一致方面存在不足,尤其是近水口响应时间极短,从而影响夹杂物的上浮,甚至会造成铸坯中产生大型夹杂及温度的均匀性。设置合适形状抑湍器和“V”型挡墙会大大改善上述不足,如果两者合理搭配则效果更加显著,通过实验研究后,提出了优化的设计方案。     

通道式感应加热7流中间包流场的物理模拟

 为解决通道式感应加热7流中间包各流一致性差、第2和第6流钢水停留时间短的问题,通过水模拟试验对该中间包流场进行优化。等温试验结果表明,通过改变通道结构以及添加双挡坝可改善流体的流动状况。与原型结构相比,优化后中间包总体平均停留时间延长了277.8 s,死区比例降低了30.16%,各流一致性得到较大改善。非等温试验表明,感应加热引起的包内自然对流不可忽略,流体经加热从通道流出后会形成明显上升流。通道内外温差越大,中间包各流的一致性越好。针对原型方案,通道内外温差为5 ℃时,中间包内流体停留时间即较无温差时明显延长,死区基本消除。