浸入式水口结构对大方坯结晶器流场和温度场影响的数学模拟

利用Fluent软件针对南钢大方坯结晶器建立了三维有限差分模型,计算了连铸结晶器内的流场和温度场,分析了浸入式水口倾角和水口出口面积对结晶器内流场和温度场的影响。当浸入式水口倾角为10°时,大方坯结晶器流场和温度场分布较为合适;水口出口面高度为（18＋2×18）mm时,浸入式水口出口面积较合适。     

R9 m连铸机小方坯结晶器流场和温度场的数值模拟

采用ANSYS CFX 12.1软件,对结晶器浸入式水口的尺寸和浸入深度进行建模,研究了相应的流场和温度场分布情况,分析了不同条件下的结晶器内流场、液面波动、温度分布及坯壳厚度.结果表明,在较小尺寸和浸入深度的水口作用下,钢液对外弧壁面的冲刷作用明显,易降低结晶器寿命.随着水口内径和浸入深度的增大,钢液面扰动减弱,易于防止卷渣.试验条件下,采用30 mm内径水口、100 mm浸入深度较为合理.     

新型结晶器内流场及温度场数值模拟

 为降低700 mm×700 mm特大方坯连铸机高度,保证大方坯的顺利生产,提出一种内置冷却器的结晶器技术,即“回”字形结晶器。利用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对此结晶器内钢水流场及温度进行模拟,对无内冷却器偏转水口注流结晶器、无内冷却器四孔水口注流结晶器内流场及“回”字形注流结晶器流场、温度场进行研究,表明“回”字形结晶器可以形成水平旋流、均匀钢水成分及坯壳生长、降低钢水冲击深度,部分达到电磁搅拌（M-EMS）的冶金效果,温度场模拟结果表明出口坯壳厚度达到49 mm,满足工艺要求。     

板坯连铸机结晶器内流动及传热过程的数学模型

应用三维流场和温度场计算特性,对首钢第二炼钢厂的板坯连铸机结晶器内钢液的流场和温度场进行了模拟研究,通过研究得到了在现有操作条件下结晶器内钢液的流动特征及温度分布情况,同时确定出它们对铸坯的影响,为进一步优化操作参数提供了依据。     

圆坯结晶器铜管温度场模拟

为了延长结晶器的使用寿命,必须了解铜管的温度场分布,故建立了圆坯结晶器铜管温度场的二维稳态柱坐标数学模型,并用该模型模拟了包头钢铁公司Х３５０ｍｍ大圆坯连铸机结晶器铜管的温度场。得出的计算结果与实测结果相符,证明该结晶器铜管的设计合理。     

薄板坯连铸结晶器三维流场和温度场的数值模拟

针对ＩＳＰ型薄板坯连铸结晶器，利用数值模拟的方法，计算结晶器的内流体的三维流场和温度场，比较和分析水口结构形状，插入深度及拉坯速度对结晶器内流场和温度场的影响，为薄板坯连铸结晶器以及相适应的伸入式水口结构形状选型提供参考。     

浸入式水口底部结构对板坯结晶器内钢液流场和温度场的影响

用PHOENICS软件计算了板坯结晶器内流体的三维流场和温度场。比较和分析了浸入式水口底部结构对结晶器内流场和温度场的影响,为优化浸入式水口结构参数提供参考。     

广风转炉分厂2号方坯连铸机拉速问题的探讨

通过分析钢水在结晶器内凝固的不均匀性及对钢水结晶的热量平衡计算，讨论连铸中间包钢水温度结晶器冷却水流量及进出水温差对拉坯速度的影响。     

165 mm×165 mm方坯连铸结晶器安全性的数值模拟分析

运用有限元软件ANSYS热分析模块对浇铸0.2%C钢水的10 mm铜结晶器壁面的温度场、应力场及位移场的分布状况进行数值模拟,比较得出在不同换热系数工况下结晶器壁面的恶劣服役部位的安全性。结果表明,结晶器热面峰值温度为525 K,冷面的峰值温度为475 K;结晶器外壁圆角变形值为0.789 mm,较内壁变形大;结晶器最大等效应力和最大应变均出现在钢液与空气接触的内壁圆角处,分别为218 MPa和0.002 079。结晶器温度、变形和应力均满足连铸安全性要求。     

影响弧形小方坯结晶器温度场的因素分析

根据现场实际工艺条件，建立弧形小方坯结晶器二维非稳态传热的数学模型，采有限单元法求解温度场；并分析、讨论钢水含碳量、冷却水的流带和温度以及铜壁厚度对温度分布的影响。     

汽雾冷却时转炉炉壳温度场的有限元分析

转炉炉衬采用镁碳砖后,炉壳温度大幅度上升,导致炉壳产生蠕变,利用汽雾冷却技术可对炉壳温度实施控制。以有限元为手段,利用ANSYS软件包,对具有大型复杂结构、复合传热和汽雾冷却等复杂工作状态下的转炉炉壳温度场进行了分析。合理配置了冷却时间、水流通量等冷却参数,达到了抑制炉壳蠕变的目的,从而为汽雾冷却炉壳系统设计和炉体维护技术提供了参考。     

铁素体区热轧带钢温度场的数值模拟

为了优化轧制工艺和提高最终产品的质量,通过对轧件轧制过程传热关系的分析,采用软件ANSYS对低碳钢带铁素体区轧制过程温度场进行了模拟,得到了连轧过程的温度场数学模型,模拟结果与现场实测值吻合.     

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。     

利用VB与ANSYS相结合计算硬线水冷过程中的温度场

利用数据文件实现VB与ANSYS二者之间参数的相互传递,将二者的功能相结合计算了硬线水冷过程中的温度场,计算结果符合实际。     

水口结构对连铸中低碳钢流场和温度场的影响

 为研究水口结构形状对连铸中低碳钢结晶器内流场和温度场分布的影响,采用有限容积法建立连铸圆坯三维数学模型,模拟了不同水口形状下圆铸坯的流场和温度场。结果表明,在水口浸入深度为80 mm、其他参数不变时,与直水口相比,旋流水口使钢水冲击深度降低,结晶器内涡流增强,弯月面温度和二冷区凝固率提高,且随着水口数量的增加,弯月面波高和结晶器出口温度降低;采用旋流水口并施加结晶器电磁搅拌(M EMS)时,结晶器中钢液温度升高,弯月面有卷渣行为,结晶器出口未形成凝固坯壳。在实际应用中,应避免同时使用M EMS和旋流水口,或使用旋流水口时采用低强度的M EMS。     

常压柱状流与喷射流在中厚板控冷及淬火中冷却能力研究

利用ANSYS对中厚板控冷及淬火中常压柱状流及中高压喷射流冷却的钢板温度场进行了实验及数值模拟,研究两种不同形式的喷流在实际冷却中温降速率及耗水量的大小,从而为控冷及淬火装置的设计提供理论依据。     

蓄热式钢包烘烤流动与传热过程数值模拟

采用ANSYS CFX10.0商业软件对蓄热式钢包烘烤燃烧、流动、传热耦合过程进行模拟计算,给出钢包内部的气流和温度分布情况,分析了不同空气预热温度对钢包烘烤温度、火焰辐射强度的影响,计算结果表明蓄热式钢包烘烤更有利于提高钢包温度及其均匀性。     

电解质过热度对铝电解槽物理场的影响

电解质的过热度与铝电解槽槽膛内形的形成有很大的关系，而且对铝电解槽的物理场也有很重要的影响。为此，以国内最具代表性的郑州龙祥铝业有限公司154kA侧部四点进电铝电解槽为研究对象，具体分析了电解质过热度对铝电解槽电场、磁场和流场的影响，研究发现电解质过热度对阴、阳极电流分布、铝液层电位差、铝液平均磁感应强度几乎无影响；但是随着电解质过热度的增加，铝液层电流密度减小，而铝液最大流谏和平均流速将有所增大。