攀钢板坯连铸结晶器内流场的水力学模拟研究

采用水力学模拟方法研究攀钢板坯连铸结晶器内流场,分析浸入式水口结构尺寸、塞棒吹Ａｒ量和拉速等工艺参数对连铸结晶器内钢液流动状况的影响,在此基础上优选出适合攀钢板坯连铸工艺的浸入工水口结构尺寸及相关参数。     

水口吹氩工艺板坯结晶器内气泡运动行为的物理模拟

以1300 mm × 230 mm板坯连铸结晶器的相似比0.4的物理模型,研究了拉速1.1 m/min、水口插入深度160 mm、水口吹气量0～15 L/min时连铸结晶器内气泡的运动行为,及其对钢液流股冲击深度、液面波动和液面裸露的影响。实验结果表明,随水口吹气量增加,结晶器内气泡的数量和尺寸都有所增加,气泡在钢液内水平方向扩散范围增大,且气泡最大穿透深度亦增加;当水口吹气量增大到5 L/min时,气泡逸出后在液面由全部向水口方向运动变为以集中逸出位置为中心的四散运动。     

板坯连铸结晶器伸入式水口数理模拟研究及应用

针对重钢板坯连铸生产状况，采用物理模拟和数值模拟的研究方法，对结晶器内钢液流动行为进行了研究。优选出适合重钢板坯连铸工艺的伸入式水口结构尺寸及相关系数，并在生产中得到验证及应用。     

立式板坯连铸机结晶器内流场的数值物理模拟

采用1:1的水模型研究了200 mm×1:300 mm立式板坯连铸结晶器内流场和在水口浸入深度115mm、拉坯速度0.55 m/min时水口结构参数(侧孔尺寸40 mm×40 mm～40 mm×80 mm,侧孔角度+15。～一15。)对液面波动的影响,基于流体力学计算,利用Fluent软件和采用κ-ε双方程高雷诺数湍流模型对板坯结晶器内的流场进行了三维数值模拟。结果表明,数值模拟结果与物理模拟结果较吻合;水口结构参数对液面湍动能的影响较明显;在1~#～4~#水口中,2~#水口(40 mm×40 mm,+15°,向下,倒Y形底部)的使用性能相对较好;流股的冲击速度越浅,自由液面湍动能越大。     

宽板坯结晶器浸入式水口结构优化的数值模拟

以某钢厂宽板坯连铸结晶器为研究对象,利用商业软件PHOENICS建立一个三维有限差分模型,模拟宽板坯连铸结晶器内钢液的流动分布.通过分析水口底型、倾角、插入深度等工艺参数对钢液面波动、流股对结晶器窄面的冲击力及涡心高度的影响,得出适用于宽规格结晶器的合理的浸入式水口.通过研究,为优化宽板坯结晶器内钢液的流场及浸入式水口的设计提供了科学依据.     

天钢板坯结晶器流场物理模拟及连铸工艺优化

为研究结晶器内钢液流场,通过对工艺参数的优化,进一步提高铸坯质量,以天津钢铁集团有限公司4#-VAI板坯连铸结晶器为原型进行水模试验,通过调节拉速、水口浸入深度,研究了结晶器内流场形态、液面波动、流场冲击深度和保护渣形貌等的变化情况。模拟试验表明,在现有参数和水口尺寸情况下,结晶器流场合理、液面渣层平稳、坯壳厚度均匀,能够满足铸坯质量要求。     

立式板坯连铸机结晶器液面控流的物理模拟

为研究低拉速下结晶器流动控制装置对流场的影响,以宝钢立式板坯连铸机结晶器为研究对象,采用1:1的物理模型进行了水模试验,研究了两种浸入式水口条件下液面加控流装置与否、控流装置位置及其插入深度对液面波动及流场分布的影响.研究表明:水口侧孔倾角向下时,MFCD对流动模式的改变不大,但使得液面波动量有所减小;而水口侧孔倾角向...     

板坯连铸浸入式水口控流的物理和数值模拟

浸入式水口结构从根本上决定了结晶器内的钢液流动形式,采用物理模拟和数值模拟方法研究了水口结构及铸坯断面尺寸对板坯结晶器流动行为的影响。通过解析速度云图、表面流速、液面波动、冲击深度及保护渣覆盖情况等特征参数,对结晶器内钢液流动行为进行多角度定量表征。结果表明,水口侧孔倾角向上对1 600 mm×220 mm断面结晶器流场液面扰动较大,其倾角向下15°时射流冲击深度较大,倾角向下8°时最为适宜。水口底部形状会影响钢液的湍动能耗散及流场对称性,对比后得出凹底水口为最佳水口形状。侧孔形状对表面流速影响较小,但对自由液面波动有显著影响,可能导致钢液裸露;当水口侧孔面积一致时,矩形侧孔水口条件下的结晶器液面裸露面积小于跑道形侧孔和方形侧孔情况。而在浇注不同断面尺寸时,仅通过改变水口结构和使用工艺难以获得合理的结晶器流场,还需要借助其他控制流动的手段来推动未来板坯多元化生产的发展。本研究可为改善板坯质量提供理论与工艺指导。     

板坯连铸结晶器浸入式水口工艺参数的模拟正交试验

利用流场计算机软件PHOENICS 3.4建立的三维有限差分模型模拟邯钢 16 2 4mm× 2 2 8mm板坯连铸结晶器内钢液的流场和温度场 ,并采用正交试验方法对影响钢液流动的主要因素 :水口浸入深度、倾角、水口内径和侧孔截面积进行研究和分析。结果表明 ,水口浸入深度和倾角对冲击点温度指标和液面卷渣指标影响显著。该板坯连铸结晶器浸入式水口最佳工艺参数为 :浸入深度 12 0mm ,倾角 15° ,内径 6 3 75mm ,侧孔截面积 6 0mm× 6 5mm。     

宽板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟

结合水模型实验,应用商业软件Phoenies模拟230 mm×2 000 mm连铸坯结晶器内钢液流场。研究了浸入式水口底型、插入深度、出口倾角等工艺参数对钢液面波动及流股对结晶器窄面冲击力的影响,并用水模型实验进行验证。结果表明,合理的浸入式水口结构尺寸和工艺参数为:凹底结构、插入深度120 mm、倾角15°。     

板坯连铸结晶器钢液卷渣现象研究

利用水模型研究安钢板坯结晶器内钢液的卷渣机理，得出其主要卷渣方式，并考察了水口结构参数及操作参数对卷渣的影响，提出避免卷渣的的改进措施。     

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。     

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。     

结晶器钢液凝固现象的研究

本文研究了连铸机在正常工作状态下,钢水含碳量、拉坯速度、结晶器冷却水流速等因素对铸坯凝固的影响,并对凝固壳厚度进行了实测,掌握了厚度计算值与实测值的偏差规律,为制订连铸工艺提供了依据。     

板坯连铸结晶器铜板温度场研究

本文建立了结晶器铜板二维非稳态传热数学模型，研究了板坯结晶器铜板温度场。利用工厂实测数据对模型进行了验证。讨论了拉速、冷却水流速、铜板厚度、水垢和铜板镀层对铜板温度分布的影响。     

连铸板坯表面纵裂的成因分析及改进措施

对连铸板坯表面纵裂的进行了一系列的分析研究，查明浸入式水口在注中损坯和结晶器用保护渣的性能不合是主要原因，采用相 应的改进措施后，该类缺陷的发生率大幅度降低。     

薄板坯连铸结晶器传热行为的研究

H^2长漏斗型的结晶器(H^2——High speed High quality)是唐钢建设的FTSC工艺薄板坯连铸机的最关键设备。本文通过在结晶器四个面上安装的194个热电偶,实时提供铜板的温度变化和分布情况,研究了薄板坯连铸结晶器的传热特性,并分析了将温度数据转换成的热映像的作用,为工艺参数的调整提供依据。     

结晶器保护渣对连铸板坯质量影响的研究

鞍钢三炼钢板坯连铸机采用日本ＭＯＰ－ＡＨＰ－８Ｆ和国产ＡＧＬ－２渣的使用效果，以及结晶器保护渣对连铸板坯质量和对铸坯轧制产品质量性能的影响。     

板坯连铸结晶器流场的水模型研究

通过水模型实验对连铸机结晶器内钢水流场进行研究,模拟两种倾角水口(侧孔向下15度和向下5度),在5种不同的结晶器断面上和5种不同的水口通钢量条件下的结晶器流场,以获得流场流动状况及变化过程,根据模拟的流场流动状况来确定不同的断面的最佳流场的通钢量范围.     

板坯连铸结晶器内电磁制动控制效果的研究

用Pb-Sn-Bi低熔点合金进行了电磁制动模拟实验,研究了单条形稳恒磁场对结晶器内流体流动的控制效果,考察了各操作参数对电磁制动效果的影响。研究表明,电磁制动的控制效果与浇铸速度、水口角度和磁通量密度有关。流体离开水口的冲击深度受磁场的抑制而减小,采用向下45°的水口施加磁场的抑制效果比向下15°的效果要好。