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。     

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     

近终型连铸中间包内流体流动的数学模拟

为了描述近终型连铸中间包及铸口包内流体流动的规律，本文根据３维Ｎ－Ｓ方程及Ｋ－ε双方程湍流模型模拟计算了中间包及铸口包内钢液的流动状态。分析了隔墙对钢液流动状态的影响，由于隔墙的存在使靠近倾斜包底钢液的流速增大。     

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。     

小方坯连铸机中间包内钢液流动水模试验研究

在小方坯连铸机四流梯形中间包内,使用不同形状的冲钢砖对钢液流动状态的影响,进行了水模试验研究。试验发现,注流的旋转散乱与中间包内钢液的流场有密切关系。通过水模的多次试验找到了较合理的冲钢砖结构,使钢液的流场更趋合理,消除了注流的旋转散乱状态。     

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．     

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。     

板坯连铸中间包内气液两相流数值模拟

模拟研究了中间包上使用狭缝式透气砖条件下,连铸中间包内气体体积分布和流场.结果表明,狭缝宽度和气体流量对气幕挡墙的形成影响显著;气体流量约为10 m3/h时,中间包内钢液的流动特性较好.     

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.     

基于RTD曲线连铸中间包优化设计数值模拟

为了优化连铸中间包内型,采用数值模拟方法计算钢液在连铸中间包内的停留时间分布（RTD）,并通过RTD曲线分析了连铸中间包内挡坝高度和位置对其钢液流场的影响。结果表明,结构优化后的连铸中间包钢液流场趋于合理,死区体积分数由原始方案的17.62%降至13.29%,且钢液在连铸中间包内的停留时间变化不大。     

Behaviors of fine bubbles in the shroud nozzle of ladle and tundish

Fine bubbles will create when the inert gas is introduced to the high rapid steel stream within the shroud nozzle between ladle and tundish. The collision and attachment among the bubbles and fine inclusions will promote the floatation efficiency of inclusions in the tundish. The behaviors of the bubbles, such as the dispersion in shroud, coalescence and floatation in tundish, are studied. The results show that the maximum sizes of the bubbles in the water and steel flow within the shroud in the length of 1.2 m are 0.70-1.44 mm and 1.53-3.16 mm respectively when the flow rates are 0.006-0.016 m3/s; the terminal velocities of fine bubbles in the water and molten steel within the tundish are 0.02-0.2 and 0.05-0.6 m/s.     

宝钢板坯连铸机中间包三维流场数模研究

本文根据宝钢板坯连铸机中间包的形状和操作工艺参数,建立了一个钢液流动的三维数学模型,并利用数值计算结果,分析了宝钢中间包上、下挡墙结构对钢液流场的影响。结果表明,这种结构的中间包,有较合理的钢液流场。可避免钢渣卷入钢液流向水口进入结晶器,也有利于钢液内的夹杂上浮排除。     

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。     

八流中间包内型优化水模实验

根据相似原理,利用水模拟钢液流动来研究中间包内流场的流动状况,通过调节中间包内挡墙位置及其开孔大小来改善和优化中间包内的流场。对比计算机采集的RTD数据及用墨汁作为示踪剂的照片寻求出最优化方案。得出经过改进的中间包各流平均停留时间增加50-90s,死区体积由25％～30％降低到14％～19％,活塞流的体积比从8％～13％增加到26％-27％,优化了中间包内的流场。     

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。     

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.     

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%。     

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.     

Design optimization of flow control device for multi-strand tundish

The fluid flow phenomena in tundish have a strong influence not only on the uniform of composition and temperature of bath, but also on the separation of non-metallic inclusions, especially for the multi-strand tundish. A water model of a multi-strand tundish has been set up based on the Froude number and Reynold number similarity criteria. The effect of dam+weir and baffle on the uniform of composition and temperature of bath for different nozzles has been studied. The residence time distribution curves of the fluid flow were measured by SG800. Comparing the photos of the flow pattern in tundish, the optimum arrangement of baf-fle+dam was obtained. This new structure is benefit not only to uniform the temperature among different SENs (submerge entry nozzles) but also to separate the non-inclusions from the liquid steel, it can be widely used in multi-strand tundish.     

Improvement of tundish shape and optimization of flow control devices for sequence casting heavy steel ingots

The metallurgical effect of a round tundish used to cast heavy steel ingots in machine works at present was evaluated through water modeling experiments.The flow control devices of the improved oval tundish,which was used instead of the round tundish,had been optimized.The results show that the residence time of the round tundish is short,its inclusion removal efficiency is too low,and it has more dead zones and an unreasonable flow field.Compared with the round tundish,the improved oval tundish with the optimized weir and dam has a better effect:its minimum residence time is prolonged by 38.1 s,the average residence time is prolonged by 233.4 s,its dead volume fraction decreases from 26％ to 15％,and the ratio of plug volume fraction to dead volume fraction increases from 0.54 to 1.27.The inclusion removal efficiency also increases by 17.5％.