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.     

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。     

连铸中间包用耐火材料冲蚀的数值模拟

建立了中间包内钢液-夹杂物两相流对耐火材料冲蚀的数学模型,并对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝中间包耐火材料的冲蚀特性进行了数值模拟计算。计算结果表明,中间包内冲蚀率最大的位置在湍流控制器内,其次是注入区近渣线处包壁、挡渣堰与挡渣坝迎向钢液流动一侧壁面,其他区域耐火材料的冲蚀很小,可以忽略不计。     

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。     

CSP连铸中间包不同控流装置对钢水流动行为影响模拟研究

基于有限元方法,研究了酒钢CSP薄板连铸中间包采用不同的控制流装置布置对中间包流场的影响,结果表明,仅有挡渣墙无挡坝的控流装置钢水在中间包内停留时间最短,流场分布最不合理,第一道挡坝与挡渣墙的距离200 mm,高度200 mm的工况下,中间包流场分布较为合理,研究结果为中间包流场进一步优化改善提供了理论上的指导。     

薄板坯连铸中间包吹氩行为的物理模拟

中间包吹氩是适应洁净钢冶炼的新技术、新方法。依据相似原理,在实验室建立了一定相似比的薄板坯连铸中间包物理模型。比较了传统堰坝组合,吹氩气幕挡墙分别代替堰、坝对中间包流体流动特征的影响,并尝试在中间包内采用双气幕挡墙的控流方式。结果表明,气幕挡墙分别代替堰、坝,中间包停留时间和死区体积与堰 坝组合十分相近;双气幕挡墙代替堰 坝组合,除死区体积较大外,停留时间接近堰 坝组合。上述结论为气幕挡墙技术的进一步应用提供了参考依据。     

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...     

三流大方坯中间包控流装置优化的水模拟研究

针对中间包夹杂物超标的问题,采用1∶2的水力学模型,对三流320 mm×480 mm大方坯中间包流场进行物理模拟,研究控流装置对钢液流动特性的影响,优化中间包流场.模拟结果表明:原型中间包存在着滞止时间短、死区比例大、持续流动的液体对中间包前壁不断的冲刷侵蚀的问题.采用方案3的挡墙与挡坝,滞止时间增加了18.05 s,且两个水口的滞止时间标准差仅为0.18,死区比例降幅为30.51％,很好地改善了液体的流动特性.     

通道式钢液过濾器对两流板坯连铸中间包流场的影响

以相似原理为基础,通过建立几何相似比0.28:1的水模型对两流230 mm×1300 mm板坯连铸63.27t中间包流场进行模拟实验,研究通道式过滤器对中间包钢液流动状态的影响。结果表明,单纯的湍流控制器+挡墙、挡坝,中间包活塞区体积偏小,死区体积偏大;用钢液过滤器代替挡坝后优化效果明显,且安装简单,成本低,优化后的中间包钢液平均停留时间由348.22 s延长至400.15 s,峰值时间由原来的172.4 s延长至196.0 s,死区体积由22.49%减小至9.69%。     

中间包结构对钢液流动及夹杂物去除的数值模拟研究

依据河钢集团唐钢新区72 t中间包建立三维数值模型，讨论对比了不同中间包结构包括湍流抑制器、挡墙和挡坝对钢液液位波动、速度分布、停留时间以及夹杂物上浮去除的影响。钢液湍流运动通过求解Realizable k-ε模型实现，钢液停留时间通过求解浓度标量方程(User-Defined Scalar, UDS)实现，夹杂物上浮去除则通过求解离散相模型(Discrete Phase Model, DPM)得到。结果表明，带檐湍流抑制器和开口湍流抑制器下中间包上水口附近的液面波动较大，是不设置湍流抑制器的情况的3～4倍；而带挡板湍流抑制器下钢液在挡板之间形成循环流动，液位波动较小，甚至小于无湍流抑制器的情况；中间包内挡墙和挡坝同时存在时增加了钢液在中间包的移动距离，有利于夹杂物的上浮去除；在目前条件下，挡墙和挡坝分别距离中间包宽度中心1 060 mm和2 000 mm时钢液平均停留时间较长以及夹杂物上浮去除率较高。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

中间包结构对钢水清洁度的影响

总结了中间包结构的发展趋势及在工厂试验分析的容量、熔池深度、挡墙、坝和过滤器等流动控制装置对钢水清洁度的影响；计算了使用不同流动控制装置条件下中间包钢液流场的变化。     

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。