连铸坯结晶器内钢液流动数学模拟研究

应用CDF软件FLUENT进行结晶器内钢液流动数学模拟,对结晶器参数进行优化.预测了在不同的操作条件下,结晶器内钢液的流动行为和温度场的分布.从温度和流场分布认为,1 500 mm ×350mm连铸坯的最佳生产工艺参数应为水口倾角25°、拉速1.5 m/min、浸入深度180 mm.     

连铸结晶器内钢液凝固行为的计算机仿真

用计算机仿真的方法研究结晶器内钢液流动与传热，从而了解钢液的凝固行为。同时利用有效热容的概念来处理相变潜热源项，在程序编制过程中利用动态更新来实现凝固对物理量的影响。模型求解得到的凝固壳厚度与漏钢测试结果吻合，说明所采用的方法正确、实用。研究了拉速、水口插入深度、水口角度等因素对凝固壳厚度分析的影响。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十四讲 连铸结晶器中的钢液流动

连铸结晶器中钢液的流动方式对去除钢水中的夹杂物、防止卷渣和铸流冲刷凝固层十分重要。介绍了板坯连铸结晶器中的钢液流动和水口出口倾角、水口浸入深度及浇铸速度等参数对流动行为的影响，同时概括了小方坯弧形结晶器中钢液流动特点。     

连铸板坯内部缺陷及结晶器内钢液电磁流动的控制

利用水模实验和流场数值模拟相结合的方法对连铸过程凝固壳俘获气泡和夹杂物的行为以及结晶器内钢液的湍流和气泡对夹杂物的吸附进行了研究。水模实验揭示了湍流的存在,说明液流在水口不同喷口处的流速不同。通过流场数值模拟估计了钢液流动的湍流流速。利用X射线扫描法,研究了与拉坯方向垂直的铸坯模截面的气泡分布。通过扫描电镜（SEM）观察黏附在气泡表面的Al2O3颗粒数量。为防止气泡进入钢液内部,采用流动控制结晶器（FC）和电磁水平稳定器（EMLS）2种类型的电磁流动控制系统来减少射流速度对结晶器窄边的冲击。     

异形坯连铸结晶器内钢液流动状况的三维数值模拟

建立了异形坯连铸过程中结晶器内钢液三维湍流模型 ,开发了计算程序 ,并用它研究了马鞍山钢铁公司 5 0 0 m m× 40 0 mm× 12 0 mm异形坯连铸结晶器内的钢液流动情况 ,重点分析了水口结构和工艺参数变化时异形坯结晶器内涡心深度的变化规律以及液面湍动能的分布状态。结果表明 :水口夹角为 12 0°时 ,结晶器内流场分布较为合理 ;水口宜上倾 ,且倾角不宜超过 15°;涡心深度和液面湍动能均随拉速的提高而增大。该模拟结果对现场生产具有重要指导意义。     

电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响

采用非交错网格和适体坐标方法数值模拟了电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响规律。讨论了感应线圈电流强度和电源频率等因素的影响。结果表明：电磁力能加强地晶器上部熔池的搅拌强度，并在上部区域形成一明显的回流区，同时还能减小射流的渗入深度;加大电流强度，能加强钢液的回流和对钢液的搅拌，减小射流深入深度。但电流强度有一个最佳控制范围；增加电源频率，射流渗入深度增大，弯月面附近的紊动能和钢液速度提高。电源频率应控制在20kHz左右。     

板坯连铸结晶器内钢液流动过程的模拟仿真

板坯连铸结晶器内钢液的流动方式对去除钢水中夹杂物，防止残渣和保护渣卷入钢水，防止注流冲刷凝固固造成漏网和拉裂很重要。本文开发了描述结晶器内三维湍流流动的数学模型和计算程序Ｍｏｕｌｄ１．０，对结晶器内的流动现象进行了模拟研究，观察了双侧孔浸入式水口的张角和浸入深度及浇铸速度对结晶器内流动行为的影响。计算模拟结果与实测结果进行了比较。     

用超导磁体控制结晶器中熔融钢水的流动

为了改善高速浇铸钢板的纯净度，在连铸结晶器中使用超导磁体在世界上还是首例。首先用一炉5t重的钢水进行了试验。最大磁场强度为1．0T。为了明确在采用超导磁体制动器的条件下进行高速浇铸的可能性，我们采用的最大浇铸速度是3．0m／min。应用了磁场之后。钢板表面和内部的夹杂物明显减少了。结果表明，在使用强度为1．0T的静态磁场并采用3．0m／min的浇铸速度浇铸出的板坯质量比铸速为1．2m／min的常规浇铸速度浇铸出的钢板质量好。通过这些试验确定了采用超导磁体进行高速浇铸的可能性。通过数据分析明确了磁场密度对结晶器中熔融钢水下降速度的影响。计算结果与试验数据吻合。施加了一个强磁场后，内部夹杂物的减少是本次模拟试验中向下速度减小的结果。     

板坯连铸结晶器内钢液流动数值模拟

利用商业软件ＰＨＯＥＮＩＣＳ，建立一个三维有限差分模型，对板坯连铸结晶器内钢流流动进行数值模拟，重点研究了浸入式水口结构尺寸和工艺参数对连铸结晶器内液面紊动能和窄面冲击压力分布影响，同时还将计算结果与水模实验结果进行了比较，二者吻合较好。     

板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

利用Fluent软件对1650mm×220mm板坯结晶器建立了三维稳态数学模型,对三种方案条件下结晶器内钢液流动进行模拟.结果表明,结晶器的宽度对结晶器表面速度分布影响显著,随着结晶器宽度的增加,结晶器表面的速度分布越来越不均匀.表面的最大速度受到多种参数的影响,包括浸入式水口入口钢液的速度、水口出口角度和水口浸入深度等,其中入口钢液的速度影响最为显著.最优方案为：铸坯宽度1100mm,底部结构为山形和出口角度向下30°的水口,水口浸入深度120mm,流量为11.6m³·h^-1,入口速度为0.8384m·s^-1.     

连铸结晶器中钢液流速解析

连铸结晶器中钢液的速度分布对结晶器的传热和夹杂物的分布有较大影响。采用射流理论．得出结晶器内钢液流动的四个不同区域，分别求得其钢液流动的物理模型。模型与实验结果有很好地一致性。     

连铸结晶器内非稳定流动的研究进展

介绍了板坯连铸机内部的瞬态流动、非对称流动和过渡流动等3类典型的非稳定流动的物理模拟和数值模拟的研究内容,包括水口和结晶器内的湍流流动、涡流、结晶器内自持振荡、滑板导致的水口和结晶器内非对称流动以及操作条件改变引起的过渡流动的研究概况,并提出了非稳定流动的研究方向.     

连铸结晶器内钢液流动的研究进展

连铸坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。为提高钢铁产品的质量,国内外的冶金工作者对于结晶器内钢液的流动状态做了大量的研究工作。本文总结了其国内外的研究现状,比较了国内外的差距,分析了存在的问题并提出了未来的发展方向。     

连铸坯结晶器内钢水流动模式分析

介绍了板坯结晶器内钢水流动的3种模式,探讨了结晶器内钢水流动模式对铸坯质量的影响,分析了拉速、水口（SEN）形状和插入深度、吹氩量和铸坯宽度对板坯结晶器内钢水流动模式的影响。     

板坯结晶器内钢液综合冶金行为的数值模拟

数值模拟了板坯结晶器内钢液的综合冶金行为.结果表明:钢水的流动状态主要决定于浸入式水口钢水射流形态和强度.在已经给定浸入式水口工作端的条件下,由于水口吐出孔附近存在低压抽引回流区,所以钢水仅从吐出孔下部流出,降低了水口吐出孔的有效利用面积.大断面会使其弯月面的过热度降低;坯壳温度变化主要集中在窄面冲击区域,该区域坯壳温度随铸坯断面增加而降低.断面尺寸为1 400 mm×230 mm和1 600 mm×230 mm的铸坯,结晶器出口处窄面凝固坯壳厚度能达到11.5 mm;对于1 800 mm ×230 mm断面在结晶器出口处窄面凝固坯壳厚度能达到13.4 mm.铸坯宽面坯壳厚度受断面变化的影响很小.