八流一体式中间包的钢液流动特性分析

以单流中间包停留时间分布曲线(RTD曲线)组合模型为基础,充分考虑中间包各流流量对流动特性的影响,提出一个适合多流中间包的RTD曲线分析模型。该模型使中间包各流所对应的短路流、活塞流、混合区及死区的体积分数之和为100%,有效避免了传统组合模型所导致的各流股对应区域的体积分数之和偏大(超过100%)的情况,使之符合客观物理现实。模型选用短路流、活塞流、混合区及死区体积分数的标准差,进行各流流动一致性判断。以此为理论依据,采用水模拟实验,结合正交设计实验方法,确定八流一体式中间包控流装置的最佳组合为:低孔挡墙+低挡坝+盆式湍流抑制器。     

多流中间包钢液流动特性分析方法

中间包水模型实验一般采用脉冲刺激-响应实验,分析所得平均停留时间分布(RTD)曲线特征;然而经典组合模型处理多流中间包RTD曲线时经常出现负体积死区分率或结果偏差较大的问题.本文基于组合模型,采用阶段刺激-响应实验,分析所得累计停留时间分布F曲线特征,对死区比例和活塞区比例进行计算.该模型计算方法适用于多流中间包的流场特征计算.基于累计停留时间分布曲线特征分析,对某钢厂七流中间包控流装置结构进行优化,优化后的中间包死区比例降低,各流差异减小,有利于生产顺行和铸坯质量的提高.     

连铸中间包内钢液流动特性分析模型的研究进展

介绍了中间包内钢液流动特性分析模型的研究进展,针对中间包内钢液的去夹杂流动特性,论述了典型的单、多流中间包去夹杂流动特性分析模型,并通过对比分析找出了较优的单、多流中间包去夹杂流动特性分析模型。对于多流中间包内钢液的流动特性,不仅要考虑非金属夹杂物的去除,还要考虑多流中间包内各流流动特性的一致性,对比分析了典型各流流动特性一致性分析模型的特点并找出了合适的分析模型。所找到的合理的去夹杂及各流流动特性一致性分析模型为中间包内钢液流动特性分析提供了理论依据。     

多流中间包流动特征分析的全流量模型

针对多流中间包死区体积难于计算的问题，提出了一个全流量模型，并用模型计算了广州钢厂三流中间包的死区体积。实验中用热态水模模拟高温钢水流动过程时，由于介质水的电导率随温度变化，从模型直接测得的ＲＴＤ曲线应根据试验过程的温度进行修正。     

中间包导流挡板设计与冶金效果

为了提高6流方坯中间包冶金效果,通过中间包水力学模拟试验,研究了导流挡板中导流孔参数对中间包流场特征的影响,并对其进行极差分析,最终确定了导流挡板各参数影响中间包流场特征的主次顺序为:导流孔孔径＞倾角＞高度.并以此为指导思想,结合CFD数值仿真对导流挡板进行设计.设计方案为:3个导流孔直径分别为93、72、36 mm,位置分别为(220mm,140m m)、(350mm,280m m)、(700 mm,300mm),倾斜角度分别为(21°,15°)、(8°,23°)、(10°,28°).工业试验表明,设置该导流挡板装置可以有效改善钢液流动特性,提高中间包冶金效果.     

多流中间包内钢液流动规律模拟研究

针对攀钢六流大方坯连铸中间包,采用等温和非等温物理模拟的研究方法,研究了钢水在中间包内的流动规律。实验结果表明自然对流对钢液的流动模式具有重要的影响,因此,对于体积大、流间距长的中间包必须采用非等温的模拟研究方法。实验还证明了在非等温情况下中间包内加控流装置的必要性。     

非对称型多流中间包的解析

对各种多流中间包的非对称性提出了一个定量描述的物理量－不对称渡Ｙ,并将各咎多流中间包分为完全对称型、一般非对称型,特殊非对称型等三类。对Ｙ的几个参数选取进行了讨论,得出了这几个参数与不对称度之间的关系,并指出在连铸中操作和设计方面应考虑的一些问题。     

非对称型多流中间包的解析

本文对各种多流中问包的非对称性提出了一个定量描述的物理量——不对称度Y,并将各种多流中间包分为完全对称型、一般非对称型、特殊非对称型等三类.对Y的几个参数选取进行了讨论,得出了几个参数与不对称度之间的关系,并指出在连铸中操作和设计方面应考虑的一些问题.     

多流中间包流动特征的数学模型

提出了针对多流中间包流动特征的数学模型,给出了绘制停留时间分布(RTD)曲线的标准及其相关计算的规范;明确了     

板坯中间包内钢液流动特性

针对某厂三流异型坯中间包,建立了相似比为1∶2的水模型,使用F曲线对不同控流装置下的中间包流场特性进行分析与优化。实验内容包括原型控流装置、湍流抑制器无挡坝、湍流抑制器加挡坝组合。结果表明,原型中间包中部水口存在短路流,水口间流动的差异性较大,可能导致三个铸流的铸坯温度和洁净度不均匀,进而发生同炉次各铸坯质量稳定性差的问题。采用湍流抑制器无挡坝控流装置,湍流抑制器导流孔夹角为60°时,短路流出现在中部;导流孔夹角为86°时,无短路流,各流一致性变好;导流孔夹角为110°时,两侧水口出现短路流,各流一致性优于前两个角度。中间包的各流一致性与死区比例并无相关性,一致性良好的中间包流场,其死区比例并不一定小。优化后的中间包湍流抑制器导流孔夹角为110°,挡坝距离中间包中心2400 mm,中间包内无短路流,1#、2#水口一致性最佳,死区由17.89 %减小到9.67 %,减小率为11.25 %,F曲线标准差最大值由0.3减小到0.016。     

板坯连铸中间罐湍流控制器试验与应用

结合鞍钢第二炼钢厂板坯中间罐控流装置,通过实验室对比试验研究,开发了一种新型控流装置——湍流控制器。一年来的应用实践表明,它不仅具有防止开浇喷溅而引起钢液吸氧吸氮作用,更重要的是在浇注过程中有明显地去除夹杂物的作用。因此显著地提高铸坯质量,降低夹杂废品。     

中间包V型挡墙的研究与应用

扫描电镜分析表明,铸坯夹杂物主要有Al2O3以及CaO-A12O3-SiO2-MgO系复合夹杂物。为了促进夹杂物在中间包内充分上浮,设计了4种挡墙进行水模对比试验,V型挡墙和20°孔洞倾角效果最好。现场应用表明,挡墙优化了中间包流场,均匀了中间包温度,促进夹杂物的积聚上浮,提高了中间包钢水的洁净度。大样电解结果表明,使用中间包挡墙后,夹杂物数量平均由35.740mg/10kg降为7.526mg/10kg。     

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。     

FTSC薄板坯连铸中间包内流场及夹杂物运动轨迹的数值模拟

以FTSC双效冲击板加单坝结构的中间包为研究对象,应用FLUENT软件计算了中间包的三维流场、温度场、夹杂物运动轨迹及不同尺寸夹杂物的排除率.结果表明,FTSC中间包内的双效冲击板和单坝能够明显改善钢液的流动状态和温度分布,显著提高夹杂物的排除率,并且对小尺寸夹杂物(d<60μm)排除率的影响尤为显著.     

连铸中间包内夹杂物上浮规律的研究

 引入湍流涡旋的Kolmogoroff尺度作为区分钢液中夹杂物粒径大小的标准。对中间包内不同粒径夹杂物的上浮规律进行了理论分析,为中间包内夹杂物去除的实验研究提供了理论依据。采用不同的模拟介质对中间包内夹杂物的去除做了研究,验证了理论分析的正确性。     

连铸中间包内夹杂物去除行为的水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包水模型实验,考察了控流装置、浇铸速度、夹杂物粒径对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:挡墙-挡坝组合控流夹杂物去除效果最佳,中间包内强湍流区夹杂物的碰撞聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中间包注流区加入抑湍器,虽然其流体流动特征发生改变,但对夹杂物去除率的影响并不显著;较高的浇铸速度下,单纯靠控流装置的优化已不能很好地改善夹杂物的去除效果.     

中间包内流体流动及夹杂物去除的研究

采用湍流流动的数学模型方法,对板坯中间包内的钢液流动及夹杂物去除率进行了模拟研究。系统分析了在中间包内设置控流设备对钢液流动状态、平均停留时间以及夹杂物颗粒排除率的影响。结果表明,设置挡墙和坝后,中间包内有效防止了短路流,延长了平均停留时间,夹杂物整体排除率明显提高,大大改善了中间包的冶金效果。