单流板坯连铸中间包内钢液流动特性研究

以八钢30t单流板坯连铸中间包为研究对象,采用物理和数学模拟方法,研究了中间包内钢液停留时间分布,分析了呈双峰形状的停留时间分布曲线反映的钢液流动模式,并采用新的方法计算了包含短路流的钢液流动模式的特征参数,进一步阐述了中间包内钢液流动特性。得出结论:(1)中间包内钢液流动的停留时间分布曲线呈现双峰形状,主要原因是中间包内钢液存在一定程度的短路流(2)中间包底面宽长比是控制中间包内钢液短路流的最主要因素,当中间包底面宽长比为0.30时,中间包内钢液短路流完全消失。     

连铸中间包内钢液流动特性分析模型的研究进展

介绍了中间包内钢液流动特性分析模型的研究进展,针对中间包内钢液的去夹杂流动特性,论述了典型的单、多流中间包去夹杂流动特性分析模型,并通过对比分析找出了较优的单、多流中间包去夹杂流动特性分析模型。对于多流中间包内钢液的流动特性,不仅要考虑非金属夹杂物的去除,还要考虑多流中间包内各流流动特性的一致性,对比分析了典型各流流动特性一致性分析模型的特点并找出了合适的分析模型。所找到的合理的去夹杂及各流流动特性一致性分析模型为中间包内钢液流动特性分析提供了理论依据。     

单流板坯中间包内湍流抑制器对流场的影响

通过水力学模型实验,研究了湍流抑制器对单流板坯中间包内钢液流动的影响,并比较了有无湍流抑制器时中间包内钢液流动的特性。湍流抑制器使钢液由长水口注入中间包后再返回,从而消除了中间包短路流,发展了表面流,延长了滞止时间和平均停留时间,有利于中间包内夹杂物的去除。湍流抑制器与单挡坝的结构在控制中间包内钢液流动方面效果较好。     

中间包钢液非等温现象的水模型研究

钢液的非等温现象对中间包内流体流动和传热有着重要的影响。笔者用热态水模型研究了中间包内钢液的流动规律。结果表明：温度变化导致钢液的密度不均匀,使自然对流影响钢液流动;还给出了不同温差、不同控流装置下中间包内钢液温度的分布,并讨论了在不同条件下自然对流对钢液流动的影响。     

中间包中钢液流动状况在ANSYS中模拟仿真

通过ANSYS建立中间包内钢液流动的有限元模型,分析了有限元法在模拟中间包流场方面的应用。比较了有、无流动控制装置时中间包内钢液的流动特征,所得结果对实际生产具有指导意义。     

异钢种连浇过程中钢液流动与混合的数值模拟

研究了换钢种操作时，中间包及结晶器内钢液非稳态湍流流动及混合的计算过程。使用CFX5．6商业软件建立三维模型模拟了中间包及结晶器内钢液的流动和混合过程；绘制了中间包及结晶器出口处浓度分布曲线和中间包内钢液停留时间分布曲线（RTD）；确定了包内各区域的体积分数；并分析了不同中间包构形对钢液在包内的混合与流动的影响。它对研究异钢种连浇的混合过程具有一定的指导意义。     

板坯中间包结构优化实验研究

中间包内基本的物理现象是钢液的流动,其它冶金过程还包括钢液中夹杂物的去除、卷渣、温度和成分的均匀化等,都是在流动的钢液中进行的,因此研究中间包内钢液的流动是中间包冶金的基础。本研究通过中间包水模实验,结合现场生产实际,优化设计中间包内部结构,达到中间包内死区比例小,促进大型夹杂物的去除,延长钢液停留时间,促进温度和成分的均匀,提高铸坯质量的效果。     

六流中间包控流装置优化及内衬冲蚀分析

以国内某企业六流中间包为研究对象,利用数值模拟与物理模拟相结合的方法,对中间包内温度场、流场及中间包内衬的冲蚀效果进行系统的分析。计算结果表明,改变中间包内的控流装置可以有效改善钢液的流动情况,使中间包内各个出口的温度差减小,延长钢液在中间包内的停留时间,降低钢液对中间包内衬的冲蚀强度,延长中间包使用寿命。     

非等温双流连铸中间包内钢液的流动与传热特征

对实际非等温双流连铸中间包内钢液的流动和传动行为进行了数值模拟研究,并实施了现场实测温度,考察了有／无流动控制情况下,非等温中间包内钢液的流动与温度分布特征,对中间包控流装置的设计提出了新观点。     

中间包内流体流动及夹杂物去除的研究

采用湍流流动的数学模型方法,对板坯中间包内的钢液流动及夹杂物去除率进行了模拟研究。系统分析了在中间包内设置控流设备对钢液流动状态、平均停留时间以及夹杂物颗粒排除率的影响。结果表明,设置挡墙和坝后,中间包内有效防止了短路流,延长了平均停留时间,夹杂物整体排除率明显提高,大大改善了中间包的冶金效果。     

衡管水平连铸中间包流场分析

根据衡阳钢管水平连铸中间包的实际情况,采用1：1．5的相似比例建立水模拟系统,对水平连铸中间包内钢液流场进行研究．得出水平连铸中间包内钢水流场与弧形连铸中间包内钢水流场的主要区别,提出了优化水平连铸中间包钢水流动的方向。     

小方坯连铸中间包流场温度场的数值模拟研究

采用湍流理论,建立中间包温度场的数学模型,计算获得了昆钢7^#小方坯连铸中间包耦合的流场及温度场,并研究了中间包在设置挡墙前后钢液流动及传热行为的变化。流场计算表明,使用合适的挡墙,钢液在中间包的停留时间变长,各水口处钢液的流动模式趋于一致;温度计算表明,设置挡墙后,各流钢液温度差异明显缩小。     

气幕挡墙对中间包内钢液流场影响的数值模拟

根据实际中间包的操作工艺参数,采用欧拉-欧拉两流体模型,用数值模拟法模拟计算了中间包底吹对钢液流动的影响.结果表明,底吹改变了中间包内钢液的流动状态,在气幕挡墙的两侧分别形成了方向相反的回流区.底吹气体流量对钢液流动状态、气泡分布影响显著,底吹气体流量太大或太小都不利于改善钢液的流动状态.     

基于温度场的17 t双流中间包控流装置优化模拟

中间包控流装置影响包内钢液的流动状态以及钢液温度的均匀程度,这决定了钢液是否能够高质量的稳定浇铸。以钢厂17t双流中间包为原型,按与实际中间包1:2比例建立模型。通过正交水模拟实验以及对温度场的数值模拟,得出在考虑温度的条件下最优化的中间包控流装置组合为:堰距包底距离260 mm、坝高360 mm、堰与水口间距离580 mm、坝与水口间距离1170 mm。     

Magnetohydrodynamic flows and heat transfer in a twin-channel induction heating tundish

Induction heating (IH) electromagnetic field has a significant positive effect on the uniform temperature distribution in tundishes and decreases molten steel superheat to improve the quality of billets in continuous casting. To achieve the effect of electromagnetic force and Joule heating for molten steel in a channel-type IH tundish, a magnetohydrodynamic model is developed and validated by industrial experiment data. The molten steel in the tundish channel has a rotating velocity under the off-centre electromagnetic force. Its flow pattern consists of two contra-rotating vortices close to the outlet zone of the channels. The upper and lower vortices in the tundish channel change with time. The temperature distribution in the cross-sections is almost stable, and the maximum temperature increases by 30.1°C. Molten steel runs upward after flowing past the tundish channel, whose density decreases because of IH. The upward motion changes when the electromagnetic force acts on the molten steel. Results reveal that electromagnetic force has a significant effect on the flow of molten steel in the tundish, and that flow pattern varies in the tundish with or without electromagnetic force under Joule heating.     

不锈钢板坯连铸中间包流场数学模拟研究

通过数学模拟实验论证了不锈钢板坯连铸中间包控流元件的最佳配置方案,得到了合理的不锈钢中间包钢水流场,最大程度地提高了不锈钢钢水的纯净度,提高了中间包的冶金效果。     

中间包内钢水控流技术

介绍了中间包冶金技术的发展,分析了中间包内钢水的流动特性及控流装置对钢水流动状态的影响,论述了改进中间包内的控流装置可以明显改变钢水流动状态,中间包内同时应用堰、坝、湍流控制器及多孔挡墙或气幕挡墙,能够延长钢水在中间包内的滞留时间,有效去除钢中夹杂,提高中间包冶金效果。     

降低大方坯中间包临界液面高度工艺研究

中间包底部水口附近结构和流场形态影响中包临界液面高度。通过在中间包底部水口附近加抑流件的水模型优化实验及工业试验,确认了加抑流件可以降低中包临界液面高度,在工业生产中抑流件使用是安全的,中间包合理停浇液面对尾坯纯净度无影响。     

中间包温度分布的模拟研究

利用湍流理论,建立中间包温度场的数学模型.通过建立中间包温度场的有限元模型,分析了有限元法在模拟中间包温度场方面的应用.基于有限元法对中间包温度场及其温度分布进行了分析研究,结果表明:中间包内钢水的流动在许多情况下表现为一种非等温状态下的流动,不同结构中间包内钢液温度分布有差异.优化后的中间包钢液的温度分布均匀,有利于提高连铸坯的质量.