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.     

广钢高效连铸改造的中间包内型优化

广钢连铸中间包采用三流和入流非对称布置的结构,生产中钢水流动不稳定,温度不均匀,为改变这种状况,有必要对中间包进行结构改造。在中间包冷态和热态水模型上,安装纵向局部挡墙和带导流孔“Ｖ”型挡墙,研究中间包内钢水流动和温度分布情况。模拟试验结果表明：“Ｖ”形挡墙能显著改善钢水的流动,使各流钢水平均停留时间趋于均衡,温度差减少,中间包内死区减少。此外,作者还给出了推荐的中间包改造方案。     

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。     

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.     

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．     

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。     

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．     

二流连铸中间包内型优化水模试验

以相似原理为基础,用水模拟钢液研究中间包内的钢水流动特征,通过测定模型中间包内停留时间分布曲线(RTD),计算其平均停留时间及死区、活塞区和混合区的体积。试验表明,经过改进的中间包,其最短停留时间由20s增加到54s,平均停留时间由249s增加到305s,死区体积则由30．34％降低到14．74％,优化了中间包内的流场。     

三维流场的数值计算方法

本文利用压力修正法对三维湍流N-S方程求数值解,求解过程中采用控制容积法、混合格式、交错网格、欠松驰因子等技术手段保证迭代收敛,求解过程编制成一个计算机软件,并对连铸机中间包内钢水流动作了计算,结果与实际钢水流动相当吻合。     

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.     

连铸中间包耐火材料的冲蚀特性与控流装置的优化设置

中间包内耐火材料的损毁是化学反应、热应力与钢液流动的协同作用所致,中间包内控流装置发生侵蚀的主要原因是钢液对耐火材料的冲蚀。对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝的中间包耐火材料的冲蚀特性进行数值模拟计算与分析,结果表明,中间包内冲蚀最严重的部位是在湍流控制器及冲击区包壁上部1/3处,其次是挡渣堰迎向钢液流动一侧壁面;随着挡渣堰与钢液入口距离的增加,钢液对挡渣堰、挡渣坝的冲蚀强度下降;根据停留时间分布（RTD）曲线设置中间包控流装置时,应考虑钢液对耐火材料的冲蚀特性。     

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%。     

中间包流场数值模拟

利用大型流体计算软件Fluent,对马钢连铸中间包的流场进行数值模拟.将模拟计算结果与现有中间包存在的实际现象对比表明,中间包在现有结构条件下分流和控流装置获得的流场分布不利于中间包钢水中夹杂物的控制和去除.通过改变原有中间包挡墙结构,从而改变中间包内流场分布,彻底改变了中间包中的流型结构,延长了流体质点的运动轨迹,增加了钢液的平均停留时间,为微型夹杂物的去除提供了有利条件.     

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.     

首钢中间包优化设计(Ⅰ)

应用湍流流动数学模型研究了首钢中间包内钢液的流动与混合 ,该模型包括求解三维湍流的N -S方程和k -ε双方程模型 对首钢第二炼钢厂现有中间包的流场和钢液的停留时间做了模拟与分析 ,并预报了在不同位置加设不同高度的坝后 ,中间包内钢液的流动状态及停留时间 结果表明 ,如果坝的设置不当 ,中间包内钢液的流动状态则会更差     

首钢中间包优化设计(Ⅱ)

应用湍流流动的数学模型研究了首钢中间包内钢液的流动与混合,该模型包括求解三维湍流的N－S方程和K－ε双方程模型。对首钢第二炼钢厂现有中间包的流场和停留时间作了模拟与分析,并预报了在不同位置加设不同高度的堰坝后中间包内钢液的流动状态及停留时间。结果表明：如果二重堰的设置不当,中间包内钢液的流动状态则会更差。     

六机六流中间包流场优化水模研究

根据相似原理,利用水模拟钢液流动,研究中间包内流场的流动情况。在不同方案的内腔设计下,分别进行水模型试验,通过计算机采集相关数据,对比由计算机采集数据绘制成的RTD曲线及用墨汁作为示踪剂的流场照片,寻求出最优化方案。经过改进的中间包各流平均停留时间较长,不同流量的平均停留时间分别为459,380,374s;死区体积最小,死区平均体积分数为15．1％,中间包内流场得到了优化。     

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.     

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。     

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。