连铸中间包内钢液流动的水力学模拟

用水力学模型研究了连铸中间包内流体的流动行为。借助于示踪剂在中间包内的停留时间分布曲线,利用修正的混合模型分析了中间包内流动三区的体积变化。采用录相技术和延时曝光摄影技术研究了中间包内的流动。结果表明,中间包内隔墙和坝的相对位置以及隔墙的高度均不同程度地影响着中间包内流体的流动行为。并分析了不同的流动条件对非金属夹杂物上浮可能性的影响。     

连铸中间包内流体流动的水力学模拟

用水力学模型研究了连铸机中间包内流动的流动行为,借助于示踪剂在中间包内的滞留时间分布曲线,利用修正的混合模型,分析了中间包内流动三区的体积变化。结果表明,在中间包内设置多孔隔墙和档坝有助于流场分布均匀化,提高平均滞留时间。指出多孔隔墙和档坝的相对位置均不同程度地影响中间包内流体的流动行为。分析了不同流动条件对非金属夹杂物上浮可能性的影响。     

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。     

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。     

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。     

异型中间包数值模拟优化研究

以国内某厂所设计的初始小型异型原始中间包为研究对象,为改善中间包内流场及温度场特性,采用数值模拟的手段对有无冲击杯和挡墙结构下的中间包内流场和温度场进行模拟研究。研究结果表明:原始中间包内流场和温度场不理想,造成各流温度差异较大,并且速度死区体积达到22.05%;改进后的中间包对中间包内速度分布有明显改善,同时改变了温度分布,速度死区体积最高降低到7.52%。并用标准方差对中间包各流的温度进行一致性评价。通过冲击杯和特殊挡墙配合,可较好使中间包内速度及温度分布均匀。     

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。     

漩流中间包流场的数值模拟

采用CFD软件Fluent对漩流中间包内的流场进行了数值模拟,分析了漩流中间包内的流场特征,以及漩流室的加入,中间包内的流动形态.模拟结果表明,由于漩流室的加入使湍动能耗散主要集中在漩流室内部,有利于夹杂物的聚合长大;漩流室的加入可改善钢液的流动状态,利于夹杂物的上浮.由于入口位置的非对称布置,造成了漩流中间包内的流场在入口区呈明显的非对称分布,这些结果为进一步优化漩流中间包内漩流室的位置和中间包挡墙参数提供了理论依据.     

中间包夹杂物运动行为的数模研究

利用数学模型研究了中间包内钢水中夹杂物运动的规律,采用自编的计算机软件,对马钢板坯和异型坯中间包夹杂物的运动进行了仿真计算,结果表明,中间包内夹杂物直径＞100um时,都能在中间包内上浮,而＜5um的小颗粒夹杂则很难在中间包内上浮,90％以上都随着钢水流出中间包。加入挡墙后,直径＞50um的夹杂物都能在中间包内上浮排出。大大提高了钢水的清洁度。本文提供了一种研究中间包夹杂物运动的方法,并认可采用挡墙控制钢水流动,可有效地排除钢水中的夹杂物。     

非对称大方坯连铸中间包内控流装置的对比研究

通过对5流T型非对称大方坯连铸中间包控流装置的水模研究,对比了不同控流装置对连铸中间包内流场的影响,发现结构合理的控流装置能够明显改善中间包内流体的流动特性。采用多流连铸中间包流动特性的评判方法,分析讨论各方案实验数据,得出了中间包内控流装置的优化设计方案,为中间包内控流装置的设计提供了参考。实验表明：直通孔过滤器能够更好地改善五流圆坯中间包内钢水的流动,并根据实验结果提出了最佳的过滤器结构。     

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。     

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。     

中间包钢水温降控制措施优化

分析了连铸中间包钢水温度控制的影响因素,通过采取优化钢水罐分类、制定合理的精炼钢水温度控制标准、优化生产组织节奏、改善中间包的保温效果及校正测温系统等措施后,中间包钢水温降在0.5~0.9℃/min的过程能力指数C_(pk)由0.46提高至0.85,因中间包钢水温度不达标造成连铸机拉速波动的频率由73罐/月降至12罐/月。     

连铸中间罐采用新型控流装置的模拟试验

结合本钢炼钢厂板坯中间罐的控流装置,通过实验室对比试验研究,开发了新型控流装置——湍流控制器和微细泡气幕挡墙。试验结果表明,二者大大地改善了中间罐流体流动特征参数和流动轨迹。并且还具有防止注流开浇产生喷溅和减轻注流卷吸气体的作用。     

基于有限元法的中间包流场的数学模拟

通过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.     

碱性中间包覆盖剂对中间包钢水洁净度的影响

对比分析了不同碱度中间包覆盖剂对中间包钢水洁净度的影响.结果表明,在中间包内使用高碱度覆盖剂有利于降低中间包钢水中的全氧含量,并能抑制中间包钢水回硫,有效改善钢水的清洁度.     

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。     

中间包等离子加热工业试验

控制中间包内钢水温度变化是提高生产率和产品质量的有效方法之一。中间包等离子加热能够弥补浇注过程中钢水温降,稳定钢水温度,提高铸坯质量。对某厂中间包等离子加热进行工业试验研究。采用三中空石墨电极等离子加热装置对中间包内钢水进行加热。通过两组中间包等离子加热试验,探究等离子加热对中间包内钢液温度变化和钢液成分及夹杂物特征的影响。结果表明,等离子加热中间包内钢水升温效果明显,升温速率可实现0.8 ℃/min,同时也能够使钢水温度保持稳定;等离子加热后中间包内钢水全氧含量下降,氮含量基本不变,碳含量略有升高;加热后钢液中夹杂物的数密度明显降低,分别下降了7.43%和19.68%。中间包等离子加热可稳定中间包内钢液过热度,促进了氧化物夹杂的上浮去除,提高了铸坯质量。