稳恒磁场下中间包温度场流场耦合数值模拟

通过对单流板坯连铸中间包内流场与传热耦合的数值模拟,研究了铸坯在不同拉速下的中间包内钢水平均停留时间分布,同时利用电磁流体力学(MHD)研究了在不同强度的稳恒磁场下,中间包内钢水的流动情况。结果表明,合理地降低铸坯拉速,增强磁感应强度,均能延长钢水的平均停留时间。与钢水流动速度相反的电磁力的制动作用,改变了流场分布,减少了钢水对中间包壁的冲击,使上表面钢水流动更加平缓,同时引起的钢水温降不明显。当磁感应强度为0.10T时,出口钢水的平均温度下降0.46K;改变磁感应强度,模拟发现在0.10~0.15T范围内时,效果更理想。     

中间包钢水再氧化影响因素的研究

连铸中间包内钢水受污染的原因有：（1）空气进人引起钢水的再氧化；（2）钢渣的卷人；（3）钢水与保温剂的反应；（4）耐材的熔损等。其中（l）是主要原因，影响最大。新日铁八幡厂为了生产高洁净度的板坯，从1990年起就设置中间包盖与本体接合处的强化密封，使中间包内Ar气保     

通过直接测量钢水高度改进中间包的排空

美国米塔尔钢公司雀点厂为控制生产成本和改进成材率进行了一系列改进。改进的重点之一是改进中间包在板坯连铸期间的排空性能。中间包的排空工艺是极其重要的，如果中间包排空不够就会降低钢水收得率，如果排空过度，保护渣就会进入结晶器将导致拉漏，同时还存在安全隐患。因此精确了解中间包内钢水高度对于改进中间包的排空性能是非常重要的。     

单流中间包底吹氩气去除夹杂物的数值模拟研究

以宝钢特钢提供的单流板坯连铸机的梯形中间包为原型,在中间包结构内部加装吹气装置,运用FLUENT软件进行了气-液两相流动、热传输和夹杂物去除的数值模拟研究。结果表明,当吹气量为0.3 m~3/h,吹气位置距离入口1 700 mm时,中间包内钢水流动状态得到明显改善,钢液流动更加合理,增加了钢液在中间包内的停留时间,促进夹杂物的上浮去除,夹杂物的总去除率为66.9%。     

信息报导

用静态电磁铁控制结晶器内钢液流动为了抑制钢水在结晶器液面的流动，以及抑制结晶器下部钢水向下流动，采用静态电磁铁控制工艺是有效的。该工艺即在结晶器上部弯月面处和浸入式水口出口处，沿板坯宽度方向分别安装一对静态电磁铁。日本川崎公司千叶厂３号连铸机安装的静...     

连铸中间包形状对铸坯清洁度的影响

众所周知，连铸中间包不仅是贮藏和分配钢水的容器，而且可以有效地对钢水进行精炼。中间包形状应满足下述要求：中间包耐材易于砌筑、易手扒渣和自始至终能使钢水保持满意的清洁度。1983年11月美国维林一匹兹保（Whel，inswittsbursh）公司，一台西流弧形结晶器板坯连铸机投入生产，中间包形状虽然也由缓冲墙和挡坝组成，但配置不合理，并且用稻壳灰进行覆盖，不能满足对钢水清洁度日益严格的要求。于是该公司从改变中间包形状和覆盖剂两方面着手进行研究。作为中间包钢液面的覆盖剂，稻壳灰有一定缺点，因此首先改用了能对夹杂物进行吸收…     

用多模式电磁搅拌控制结晶器内的钢水流动型式

传统板坯结晶器内的钢水有多种流动型式:双环流、单环流和持续不稳定流动.后二者对钢质量有害,前者对钢质量有利.用多模式电磁搅拌器(MMEMS)控制钢水流动型式.     

同一水口浇两种断面板坯流场的数模研究

本文利用三维流场数值计算方法,研究用一种水口浇铸不同断面板坯时,结晶器内的钢水流动状态。计算结果表明,浇铸220×1000mm板坯的水口,完全可用来浇铸220×850mm的板坯;水口流出的钢水对结晶器窄边铜板的最大冲击速度,前者是0.059m/s,后者是0.01m/s。最大速度冲击点距液面深度,前者是248.4mm,后者是161.6mm。两种情况下,钢水在结晶器内的流动状态差别较大。     

板坯连铸结晶器电磁控制流动技术

板坯连铸实践表明,结晶器内钢水流动对铸坯质量和产品质量产生重大影响,控制结晶器内钢水流动已成为生产高质量产品和提高生产率的重要技术手段.综述了三类板坯连铸结晶器电磁控制流动(控流)技术的基本内容,对每类电磁控流技术,着重介绍了其配置和电磁力特征、冶金机理和冶金效果及其对最终产品质量的影响等.     

八幡厂三流连铸机优质板坯的生产技术

日本八幡厂为了满足高级薄板材的质量要求，以及提高产品合格率，采取了多种降低钢中夹杂物的措施。但是，这些对策都是针对正常浇铸情况的板坯，但每次末尾浇铸的板坯和两包钢水交接部的板坯，这类非正常浇铸状况的板坯，质量仍然较差，导致收得率降低或降级使用。该厂3流的2号连铸机自199o年改成立弯型以来，着眼于改善上述非正常浇铸态板坯的质量而对设备进行了改造。下面简单介绍一些主要的改进技术及其成果。（1）保持钢液必要的静置时间为防止每包钢水浇铸初期的板坯质量恶化，实施保持起浇时间法。即确保钢液从钢包开浇至中间包水口…     

堰坝组合对中间包内钢液流动模式的影响

根据某钢厂实际连铸中间包的操作工艺参数,采用数值模拟的手段研究了中间包内钢液的流动模式,通过模拟中间包内钢液瞬态流动,来获取RTD-C曲线,进而计算关键参数值(活塞区体积分数、死区体积分数等)。运用正交试验设计分析了影响中间包内钢液流动的几种因素。合理的堰坝组合能够改善中间包内钢液流动状况,促进夹杂物上浮,降低死区体积分数。试验研究结果表明,控流装置的应用能很好地改善中间包内钢液流动;其中9号堰坝组合方案的中间包内钢液流动模式较合理,死区体积分数明显下降,钢液混合更为均匀。     

异钢种连浇工艺参数对交接坯长度的影响

对梅钢板坯异钢种连浇过程进行水力学模拟,研究进钢量、中间包余钢量和通钢量与铸坯长度方向的无量纲浓度变化关系曲线。结果表明,在梅钢浇铸条件下,降低中间包余钢量和增大通钢量均能显著减少交接坯长度,并且对于进钢量,如果对混合率要求不是很高（90%以下）,增大进钢量也能明显减少交接坯长度。     

不锈钢连铸中间包内夹杂物去除行为数值模拟

针对中间包连铸过程中夹杂物的存在易导致铸坯出现质量缺陷的问题,以不锈钢连铸中间包为研究对象,通过数值模拟方法研究了控流装置、夹杂物密度以及夹杂物尺寸等参数对中间包内夹杂物去除行为的影响规律。研究结果表明,在设置堰坝和湍流控制器中间包内,密度为2 700 kg/m3,粒径为5 μm的夹杂物去除率为63.32%,而150 μm的大尺寸夹杂物去除率可达到89.04%。当夹杂物粒径为10~50 μm,密度为2 700~4 500 kg/m3时,夹杂物密度对夹杂物去除率影响较小。无控流装置中间包时,夹杂物在顶渣层呈以中心纵截面对称的分布;设置堰坝中间包时,挡渣堰坝两侧出现了70 μm以上夹杂物密集区;设置堰坝组合湍流控制器中间包时,夹杂物主要被限制在中间包第一腔室自由液面,研究结果对于进一步发挥不锈钢连铸过程中的中间包冶金功能具有指导意义。     

板坯电磁加热中间包钢液流动特性和结构优化

电磁加热中间包技术能有效补偿浇注钢液温降,实现恒温和低温浇注。为使电磁加热中间包技术能合理应用于双流板坯连铸,建立了相应的数学模型,研究了感应加热技术对中间包内流动和温度特性的影响。考察了挡墙-挡坝和通道角度等因素对钢液温度场和流动行为的影响。结果表明,通道式感应加热技术不能直接应用于双流板坯连铸,有必要优化中间包结构。电磁加热能显著提高中间包分配室内的钢液温度,但会产生短路流。挡墙-挡坝可有效减少短路流和均匀钢液温度。挡墙-挡坝与水口出口距离为0.5 m时,钢液流动状态较好,温度分布较均匀;增大通道展开角度不适用于双流板坯感应加热中间包。合理的加热功率模式可将浇注温度波动控制在5 K以内。     

板坯连铸异型中间包卷渣水模型实验研究

为改善连铸板坯质量,通过水力学模拟研究了中间包内钢液的流动,并测量了在非稳定浇注条件下避免钢液卷渣的中间包内钢液的临界高度,确定了在中间包内设置抑湍器、坝和堰的混合控流方案。结果表明：中间包设置控流装置后,平均停留时间增加,有利于夹杂物的上浮;同时确定了中间包卷渣的临界高度。     

优化高拉速板坯连铸中间包控流装置的水模型和数值模拟

通过建立模拟高拉速板坯连铸中间包内钢液流动的水模型和数值模拟,研究了挡渣墙、坝和抑湍器等控流装置对中间包内流体流动特性的影响.结果表明,有无冲击板对中间包流动特性的影响不大,抑湍器与单墙双坝的合理搭配对中间包内夹杂物有效去除的流动特性十分重要,否则会起负面影响.提出了一个控流结构优化设计的方案.     

高等级汽车板中间包冶金技术

高端汽车外板在后续轧制或冲压过程中发生夹杂缺陷的比例较高,为了进一步提高中间包冶金的效果,研究了中间包开孔挡墙对正常浇铸过程中夹杂物去除的影响。为了保证钢液洁净度一致,在中间包内一侧采用了不带孔的挡墙,另一侧采用了开孔型挡墙,浇铸过程中同时取中间包钢水及铸坯试样,并采用Aspex夹杂物自动扫描电镜进行分析。结果表明,正常浇铸时无孔挡坝有利于夹杂物在中间包内的上浮去除,有孔挡坝中间包内钢液流场存在短路流,钢液在中间包内停留时间短,夹杂物来不及上浮,随钢液进入到结晶器和铸坯中。因此,采用无孔挡坝中间包浇铸的钢液洁净度优于开孔挡坝中间包浇铸的钢液。     

中间包吹气的水力学研究

以相似原理为基础,用水力学模型研究吹气对一流板坯中间包过程的影响.实验结果表明,吹气显著地改变了中间包内流体的流动特征;当不吹气时,流体在中间包内的平均停留时间较短,死区体积较大,不利于夹杂物的去除;吹气以后,气流上升形成气幕挡墙,增加了平均停留时间,缩小了中间包的死区体积,有利于夹杂物的去除.在3号位置使用A型透气砖,吹气量在150NL/h时,中间包内的流场最佳.     

涟钢二流板坯连铸中间包水模型研究

以相似原理为基础,建立1∶3的水模型,对涟钢二流板坯连铸中间包进行研究.结果表明,单纯的湍流控制器+挡坝,中间包活塞区体积偏小,死区体积偏大;挡坝开孔能使中间包死区减小,而不会产生明显的短路流;有利于改善中间包钢液流动的控流装置组合为挡堰+开孔挡坝+湍流控制器,得出了其具体位置;优化后的中间包平均停留时间由343 s延长至387 s,死区体积由20.0％下降至9.8％,滞止时间由61s延长至99 s.     

宽厚板坯连铸中间包内控流结构优化水模实验研究

通过宽厚板坯连铸中间包水模实验,研究了不同控流装置对中间包内流动特性的影响。结果表明：带顶缘和不带顶缘的抑湍器均能明显提高活塞区的体积分数,且死区体积分数也有不同程度的降低;与带顶缘的抑湍器组合的中间包出口附近的挡坝设计参数对中间包内钢液的流动特性有影响;与带顶缘的抑湍器组合的墙坝间距有一个控制钢液流动特性的最佳值。通过实验研究,提出了优化的设计方案。