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.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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%。     

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。     

马钢CSP中间包水模实验研究

通过水力学模拟和正交实验方法,研究了马钢CSP中间包内钢液的流动模式和夹杂物排除情况,优化出中间包内设置挡渣墙和坝流控制方案,提出了浇注过程中中间包合理液面高度的控制参数.     

中间包夹杂物运动行为的数模研究

利用数学模型研究了中间包括内钢水中夹杂物运动的规律，采用自编的计算机软件，对马钢板坯和异型坯中间包夹杂物的运动进行了仿真计算。结果表明，中间包内夹杂物直径＞100μm时，都能在中间包内上浮，而＜5μm的小颗粒夹杂则很难在中间包内上浮，90％以上都随着钢水流出中间包。加入档墙后，直径＞50μm的夹杂物都能在中间包内上浮排出，大大提高了钢水的清洁度。