单流中间包结构优化及夹杂物去除数值模拟研究

针对单流中间包连铸过程中流动状态不佳、钢液夹杂物含量较高等问题,提出了中间包控流装置的优化方案,采用数值模拟和水模试验研究了不同控流装置情况下中间包钢液流动行为及平均停留时间分布等特征。结果表明,最佳控流装置参数：堰距长水口距离1 090 mm,堰高度180 mm,坝堰间距260 mm,高坝高度340 mm时中间包钢液流场优化及夹杂物去除效果最佳。对比原方案中间包,优化后中间包钢液平均停留时间和活塞区均有所增加,死区降低7.14%;夹杂物平均去除率达到68.7%,较原方案平均去除率提高6.6%。     

单流厚板坯中间包物理模拟研究和应用

为得到更加合理的50 t中间包控流装置,通过建立几何相似比1∶4的单流中间包水模型,采用物理模拟试验,研究了不同流量(1.09、1.24 m3/h)、长水口插入深度(25、50、75 mm)、挡坝高度(90、135 mm)以及长水口和堰距离(190、390 mm)等参数对中间包流场的影响.模拟结果表明,当响应时间更小时...     

板坯连铸中间包钢液流场的数值模拟和操作优化

以济钢第一炼钢厂4#板坯连铸中间包为原型,应用湍流流动数学模型对不同堰坝设计方案进行计算机数值模拟,优化中间包的堰坝设计。结果表明,对上口面积3500 mm × 800 mm、底部面积3200 mm × 650 mm的中间包,包内钢水深度为800 mm时,当挡堰高550 mm,挡坝高350 mm,挡堰与水口入口处距离800mm,挡堰与挡坝相对距离400 mm时,钢液具有较好的流动方式,有利于夹杂物上浮。     

板坯中间包内钢液流动特性

通过开展中间包控流装置布置的正交试验,研究了反应器结构对钢水流动行为的影响.着重探讨了不同尺寸中间包的控流装置布置规律及其对钢液流动行为和夹杂物去除的影响,定量化得到了双流板坯中间包控流装置布置与死区体积和结构影响因子D的关系.实验结果分析表明：中间包内部分活塞流体积不利于夹杂物去除,死区体积可准确反映钢液的洁净度水平;出水口抽吸作用对钢液流动行为影响较大,挡坝布置在距出水口1000-1300 mm时钢液流动形态较好,夹杂物聚集导致的水口结瘤率低至7.5%;0.0035<D<0.0085时,可获得板坯中间包在普通拉速下的流场特征与挡坝相对位置的关系;中间包内钢液与夹杂物的相对运动速度为大于6×10^-5m·s^-1时,夹杂物的上浮速度较大.     

板坯连铸双流73 t中间包控流装置优化的水模型研究

根据相似原理采用1:3水模型研究了238 mm×1 500 mm板坯双流连铸73 t中间包不同控流装置对流场的影响,以便得出最佳控流组合及优化的挡墙位置和高度。结果表明,采用双层湍流抑制器和下挡墙配合使用是双流中间包控流的较优组合,当下挡墙位置在模型中距长水口685 mm,高度为152 mm时,平均停留时间相对原型中间包延长了53.5 s,死区比例由27.9%减小到13.1%,较好地改善了中间包内流体的流动形态,有利于均匀钢液温度和夹杂物上浮去除。     

80 t两流板坯连铸中间包挡墙结构优化研究

根据国内某钢厂两流板坯连铸80 t中间包现场工艺及结构,在分析了其控流装置下的中包流场的基础上,研究了双层湍流抑制器下,挡墙位置和高度对中间包内流体流动特性的影响.结果表明:双层湍流抑制器下,挡坝距长水口2 000 mm,高400 mm时中包流场最合理,且抑湍器和坝组合控流装置结构简单,避免了钢水对堰等其他中包控流装置冲刷而污染钢水影响铸坯洁净度.对比优化前后的包内流体流动特性,平均停留时间由292 s提高到380 s,死区比例由37.3％降低至18.5％,活塞区与死区比值由0.35增大至0.65,有利于钢液温度和成分的均匀,增大了夹杂物上浮去除的几率,有助于提高铸坯洁净度.     

连铸板坯中间包流场数值模拟

应用Fluent流体计算软件,采用湍流模型,对天钢板坯单流中间包内不同挡墙和钢包长水口之间的中心距离及不同的上下挡墙组合进行流场的数值模拟。结果表明:当中间包挡墙和钢包长水口之间的中心距离为1630mm且挡墙与挡坝之间距离为360mm时,中间包内部结构最为合理,既能使钢液成分与温度均匀又能最大限度的促进钢水中夹杂物的上浮去除,进而提高连铸坯的质量。     

连铸中间包钢液洁净化技术应用实践

结合鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司1450双流板坯连铸中间包的生产实绩,对中间包控流装置、吹氩透气上水口、中间包覆盖剂及长水口保护浇注等相关中间包洁净化技术进行了改进与开发.应用结果表明,提升中间包钢液洁净化技术有利于降低中间包钢液中的T[O],可有效改善钢液的清洁度.     

中间包控流装置的物理模拟研究

根据相似原理,建立1∶3的物理模拟模型,通过正交试验考察了挡渣堰、导流坝组合控流装置对中间包流场的影响。研究结果表明,堰坝间距是影响流场的主要因素,优化控流组合方案为:挡渣堰距注入流中心线距离1 200 mm,挡渣堰下沿距包底距离500 mm,导流坝高度360 mm,堰坝间距300 mm.优化后中间包流场趋于合理,钢液在中间包内的停留时间延长,活塞流体积增大,死区体积减小.     

一种连铸中间包的防溅装置

本实用新型涉及一种钢液连铸领域的防溅装置，确切地说是一种连铸中间包的防溅装置。中间包呈二重堰矩形，防溅装置安装在钢包长水口下方。所述的防溅装置为带波纹底的装置，其四周顶部带缘，侧壁开孔，条形波纹与中间包两个出水口连线相垂直，能有效地减轻中间包内钢液的湍流程度，提高钢液的纯度，并能及时排除钢液，     

多流式连铸过渡包的结构优化

过渡包在薄带连铸过程中起到承上启下的作用,为了使结晶器入口钢液成分与温度更加均一,研究钢液在过渡包内的流动以及其出口钢液温度的分布对薄带连铸过程有着重要的意义.针对某钢厂多流式过渡包,提出在包内增加坝堰组合以优化钢液在包内的流态以及温度分布.采用数值模拟和物理模拟的方法,研究了过渡包内不同控流装置下钢液的流态和温度分布...     

中间包流场的数值模拟及其优化

基于有限元分析软件对中间包流场的数值模拟研究和优化结果表明,设置流动控制装置可明显改善钢水流动状况,有利于提高连铸坯质量。对比几种流动控制装置发现设置堰坝的效果更加明显,且堰坝间距750 mm、堰与注流口间距1350 mm时所得钢液净化效果最佳。     

Hydrodynamic Modeling and Mathematical Simulation of Flow Field and Temperature Profile for Molten Stainless Steel in an Asymmetrical T‐Type Single‐Strand Continuous Casting Tundish with Arch or Round Hole(s) at Dam Bottom

In order to obtain the optimal structural parameters of the dug arch or round hole(s) at dam bottom in an 18–20 tons asymmetrical T‐type single‐strand continuous casting tundish, the flow field profiles and temperature profiles of molten stainless steel in the tundish with arch or round hole(s) at dam bottom have been investigated using hydrodynamic modeling coupled with mathematical simulation. The optimal structural parameters of arch hole(s) at dam bottom can be obtained from hydrodynamic modeling as that two arch holes with 30 mm as height and 50 mm as radius are symmetrically dug at dam bottom with the distance between arch hole center and dam center as 205 mm; or the optimal structural parameters of round hole(s) can be recommended as that one round hole with 70 mm as diameter is dug at left of the dam bottom with the distance between hole center and dam center as 205 mm. The results of mathematical simulation suggest that digging arch or round hole(s) at dam bottom with above‐mentioned structural parameters cannot obviously induce negative effects on streamlines and velocity vector profiles of molten stainless steel in the tundish by short circuit flow via arch or round hole(s) at dam bottom. The calculated temperature drop of molten stainless steel between the submerged ladle shroud and submerged entry nozzle in the tundish with arch or round hole(s) at dam bottom is about 3.0 K, the maximum temperature drop of molten stainless steel in the tundish is about 6.0 K.     

中间包结构优化的水模型正交试验

通过1:3水力学模型,按L16(4~5)正交表进行正交试验,研究和优化34 t中间包的结构。结果表明,中间包结构主要主次关系为坝高、堰与长水口间距、坝堰间距,堰深;最佳结构组合为坝高135mm,堰深90mm、坝堰间距155mm,堰与长水口间距为195mm。与原工况比较,优化方案的综合评分值从74.32提高到91.01。     

酒钢板坯中间包等温钢液流场的数值模拟

 以酒钢板坯连铸中间包为研究对象,利用数学模拟方法,以挡墙与入口处、挡坝间的距离,挡墙和挡坝高度等为影响参数,对板坯连铸中间包流场进行优化设计,研究了中间包内钢液流场,对目前使用的中间包结构进行了优化,得出了有利于生产的设计数据。优化后酒钢二炼钢生产的铸坯在中板轧制时夹杂物缺陷下降了0.5%,提高了中间包的冶金功能。     

5流连铸中间包新型导流结构钢水流场的模拟研究

采用1:3水力学模型和数值模拟研究了常用的直和圆弧形导流墙结构和新型优化直和圆弧形导流墙加导流管结构的中间包钢水流场的特性。结果表明,优化的中间包结构提高了水口处钢水平均停留时间、响应时间和峰值时间,各个水口之间钢水的最大停留时间的差别也有所减小,明显改善了中间包的冶金效果。     

CSP中间包水模实验优化研究

采用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,提出了中间包内设置挡渣墙和坝流的优化控制方案,并给出了浇注过程中中间包合理液面高度的控制参数.     

合金钢连铸中间包流场的数值模拟和应用

采用CFD (Computational Fluid Dynamics) 软件PHOENICS对石家庄钢铁公司合金钢连铸40t中间包流场进行了数值模拟,将影响钢水流动的一道挡墙的中间包结构优化成一挡渣墙一坝结构。应用结果表明,采用优化结构后,轴承钢180mm×220mm铸坯中的平均T[O]由优化前的14.8×10^-6降至9.3×10^-6,＞50μm的夹杂物含量由0.38mg/kg降至0.15mg/kg。