通道式感应加热中间包钢液流动特性的数值模拟

通道式感应加热中间包能够有效补偿钢液在浇注过程中产生的温降。钢液流动特性是影响通道式感应加热中间包冶金过程的关键。采用ANSYS软件求解电磁场、流场和温度场控制方程,得到通道式感应加热中间包稳态流场和温度场;在此基础上,求解示踪剂溶质输运方程,得到RTD曲线。数值结果表明,浇注口温度提高20K;相比于无感应加热的通道式中间包,应用通道式感应加热后,总体平均停留时间延长48s,总体死区体积分率缩小为21.5%;通道式感应加热中间包的电磁力对钢液的搅拌作用是影响流动形态的主要因素,焦耳热引起的热对流是影响流动形态的次要因素。     

基于恒过热控制的感应加热中间包内钢水的流动与传热

通过建立电磁-热-流动耦合数学模型,研究了一种六流H型通道感应加热中间包内电磁力的作用特点、钢水的流动及传热规律.对比了感应加热不同应用模式下中间包内流场和温度场特点,探讨了传统冷态水模拟研究方法对该感应加热中间包结构优化的适用性.结果表明,感应加热中间包通道内电磁力呈偏心分布,方向指向通道偏心位置,钢液在通道内旋转流...     

二流板坯中间包结构优化

针对某钢厂二流板坯中间包,采用数学模拟和物理模拟相结合的方法对其进行结构优化。数学模拟结果表明,原二流中间包内部控流装置不合理,钢液存在贯穿流和短路流,在中间包内设置湍流控制器和导流墙后,钢液的流动得到明显改善。根据相似原理,建立1∶2.5的物理模型。结果表明:钢液在包内滞留时间、平均停留时间、峰值时间、活塞区体积,分别由原来的26.5 s、178.5 s、268.7 s、13.9%提高到107.5 s、233 s、414.8 s、23.1%;死区体积由原来较大的63.5%变为较小的43.7%。     

四流H型感应加热中间包控流装置设计

针对国内某特钢厂新上的四流H型双通道感应加热中间包,为改善中间包内流体流动状态,设计了倒八字型与V型两种控流装置。应用数值模拟的方法对两种不同控流装置下的中间包流场、RTD曲线、温度场进行了模拟。结果表明,倒八字型控流装置平均停留时间1 469.6 s,死区体积比5.83%,边部水口与中间水口的最大温差3 K;与V型控流装置相比,平均停留时间延长了41.9 s,死区体积相应降低了4.09%,边部水口与中间水口的最大温差减少了2 ℃。湍流抑制器+倒八字型控流装置设计能更好改善四流大方坯H型双通道感应加热中间包流体流动性。     

兴澄新型中间包钢液流动行为水模型研究

本文通过1∶3的比例对兴澄特钢新型中间包进行了等温物理水模型研究.主要通过平均停留时间和不同流之间的一致性对实验结果进行分析.分析表明:没有任何控流装置与只采用湍流抑制器是不可行的;挡墙内冲击区大小的选择需与孔洞的个数、尺寸以及位置等因素综合考虑;采用挡墙与湍流抑制器结合、挡墙与坝结合的综合控流装置对中间包流场的改进效果比较明显.最后在前面分析的基础上提出了三种相应的优化方案,但优化方案的选取还需考虑工厂的实际情况.     

冲击区体积对感应加热中间包流动影响数学模拟

通道式感应加热中间包能够对包内钢水的热量进行及时有效的补偿,有利于提高铸坯质量。建立了某厂五流四通道感应加热中间包的数学模型,研究冲击区体积对中间包内钢液流动的影响。结果表明,冲击区体积占前腔比例的45%时,双峰和短路流问题得到有效解决,各流间钢水分配较为合理,中间包内部钢液能够获得较好的流动性能,中间包总体停留时间达到1020s,死区体积降低为11.5%,3个下水口达到峰值的时间较为一致,最大时间差为49s,达到峰值的平均时长为335s。     

连铸中间包通道式电磁感应加热数值模拟

中间包作为连铸的中间环节,起着承上启下的作用。如何控制中间包浇铸钢水温度是连铸生产的关键环节。运用有限元软件ANSYS对通道式中间包感应加热进行模拟计算分析,通过控制中间包的钢水出口流速计算得到钢水通过通道的时间,从而得到中间包钢水的温升速度,有效地补偿了钢水散热造成的温降,保证钢水具有合适的浇铸温度。通过参考文献间接验证了此模拟过程的有效性。     

连铸中间包通道式感应加热技术

连铸实践表明,低过热度的恒温浇注对获得良好的铸坯质量和稳定操作是非常重要的。但是在连铸过程中,中间包存在各种热损失,需要外部热源加以补偿,其中之一是中间包通道式感应加热技术。综述了中间包通道式感应加热技术的设备构成、加热原理、流动特征、夹杂物去除机理及使用效果等。     

大容量中间包电磁加热装备研制及其工业应用

针对中间包增设通道式感应加热装置,在不改变现有连铸机中间包冲击区和浇注区距离的条件下,进行中间包电磁感应加热装备的工业化研制。重点研究了中间包包壳上涡流的隔断、感应加热器加热效率、感应加热中间包耐火材料等问题。研究结果表明,采用涡流隔断技术能有效抑制包体涡流发热,较好地解决中间包包体涡流发热的问题。并且通过优化感应器的结构设计及采用气雾混合冷却等关键技术,实现了中间包感应加热技术的工业化运行及中间包钢水温度±3 ℃的精准控温。     

优化中间包结构去除钢液氧化物夹杂

分析了中间包钢液中氧化物夹杂的来源及去除方式,并针对中间包结构优化后的冶金效果进行了评述,提出了中间包向大容量深熔池方向发展,以及使用控流装置和使用碱性耐火材料作为工作层,为中间包钢水中氧化物夹杂的去除及提高钢水的洁净度创造了条件。优化后的中间包实际应用后效果良好。     

中间包电磁感应加热技术研究及应用进展

中间包是炼钢流程从间歇操作转向连续操作的重要衔接点,对于促进钢液的分流、净化、减轻铸坯宏观偏析、提高等轴晶率以及铸坯质量有着十分重要的作用。随着对连铸坯质量和钢水洁净度要求的不断提高,新型中间包冶金技术层出不穷。这其中,中间包电磁感应加热因同时具备高效稳定的中间包温度和夹杂物去除功能,有利于实现钢水低过热度恒温浇铸,逐步在连铸生产中得到应用。此技术的应用、研究现状及未来发展趋势进行了详细探讨。     

通道式感应加热中间包挡墙优化的物理模拟

特种钢连铸对配备了通道感应加热技术的中间包内钢液均匀性和洁净度有着严格的要求。以国内某钢厂四流双通道感应加热中间包为对象,采用物理模拟方法对无挡墙、V型和八字型挡墙方案下中间包的流场和停留时间(Residence Time Distribution, RTD)曲线进行对比分析,从而获得最佳挡墙和导流孔结构。研究结果表明,使用八字型挡墙的中间包在平均停留时间和死区体积分数方面相比V型挡墙有很大的优势,其中最优方案为采用八字型挡墙两个导流孔的方案A2,其平均停留时间为707.7 s,死区体积分数为11.86%,方案A2相比原型中间包、V型挡墙四个导流孔的方案B1和B2、V型挡墙两个导流孔的方案C1和C2平均停留时间分别延长了223.4 s、122.1 s、117.2 s、85.3 s、68.4 s,死区体积分数分别减小了18.28%、15.24%、14.59%、10.64%、8.52%。     

单流板坯中间包挡坝结构优化的数值模拟

以某钢厂单流板坯中间包为基础,采用数值模拟的方法对中间包挡坝结构优化前后钢液流场及夹杂物去除效果进行了研究。结果表明,挡坝优化后部分钢液通过斜上导流孔流出,减弱了钢水沿挡坝向上流动对液面产生的冲击,也避免了其沿包底直接流出形成的短路流。30°导流孔条件下中间包钢液平均停留时间最长,死区最小,流动状态最合理。当导流孔角度进一步增加,钢液流出导流孔后快速汇入挡坝后方的大环流导致停留时间减少。30°导流孔结构的夹杂物去除率相比于原结构提高约11%。当导流孔角度进一步增大,夹杂物去除率下降,但都略优于原始挡坝结构。新导流孔结构工业应用后,各类夹杂物评级结果均显著提高。     

双流板坯连铸机中间包系统优化

为了提高铸坯质量与减少中间包铸余,对中间包内腔、包盖结构、连续测温位置、非稳态拉速控制等方面优化。通过工厂生产性验证,快换中间包浇次中间包内钢水平均铸余由17.5 t降低至15.5 t、单开停浇浇次中间包内钢水平均铸余由13.5 t降低至12.5 t,连铸成坯率提高0.12%;中间包IF钢增氮不高于0.000 5%的合格率由原来76.8%提高至82.3%;夹杂缺陷封闭率和改判率降幅分别达到36%和30%。有效提高了铸坯质量,并实现连铸生产成本的降低。     

电磁感应加热技术与应用

连铸生产中,钢水在中间包内存在不同程度的热损失,特别是对通钢量小,浇注时间长的生产工艺中体现尤为明显。电磁感应加热技术为目前作为外部热源是维持钢水温度稳定、保证中间包冶金效果的重要手段之一。结合中间包电磁感应加热技术的原理和实际生产应用做一个总结、分析和研究。     

双流板坯连铸中间包结构优化及改造

中间包作为连铸的关键设备,对保证连铸生产发挥着重要作用。为了减少停浇过程中间包的余钢量,提高金属收得率,以某厂转炉车间双流板坯连铸中间包为模型,利用数值模拟的手段研究中间包流场温度场。根据研究结果,优化设计了中间包结构,为现场中间包结构改造提供优化方案,并介绍了新型中间包的砌筑改造及应用跟踪。改造后的中间包现场应用表明,结构优化能够减少余钢量,使余钢量由16～18 t降至4～6 t,显著提高了金属收得率。