两流非对称中间包内控流装置优化的水模型研究

通过水模型实验和数值模拟,研究了两流非对称中间包采用不同控流装置时流体流动的特性.结果表明:圆形湍流控制器与单挡墙组成的控流装置中间包两出口流体流动差异较大;非对称长方形湍流控制器和多孔挡墙组成控流装置的中间包,两流之间的平均停留时间差异是圆形湍流控制器和单挡墙组成控流装置中间包的2/3,且近长水口侧出口的平均停留时间...     

非对称五流圆坯连铸中间包水模实验研究

采用水模实验研究了控流装置对非对称五流圆坯连铸中间包内流场的影响.通过测定模型中间包内各水口的RTD曲线,计算了中间包流场的平均停留时间及死区、活塞区和混合区的体积.提出了控流装置的开孔位置、大小、角度和布置方式对多流连铸中间包流动特性的影响规律.提出了能够合理分配钢水和有效减小死区的控流装置结构.     

四流大方坯连铸中间包结构优化水模实验研究

建立了4流中间包流体流动的物理模型,通过测定停留时间分布(RTD)曲线,研究不同的控流装置组成的中间包结构对流体流动特性的影响。     

八流T形连铸中间包钢水停留时间分布特征研究

基于相似原理,建立了八流连铸中间包的1∶2物理模型,通过水模实验测定了1#～4#控流方案下中间包内的停留时间分布(Residence time distribution,简称RTD).通过推导提出了多流连铸中间包的RTD曲线分析方法,并以此分析了中间包内的流体平均停留时间、流动模式和各流流动一致性,进而对控流装置进行优化选择.研究结果表明,3#控流方案能较好地改善中间包内的流动特征.     

总体分析法在非对称两流中间包水模型中的应用

为了解决经典组合方法处理多流中间包停留时间分布(RTD)曲线过程中出现的负死区体积分率问题,利用总体分析法对多流中间包各流的RTD曲线进行合成预处理,得到特征RTD曲线.然后利用经典组合方法处理特征RTD曲线,获得评价多流中间包流体流动的整体评价参数.非对称两流中间包水模型实验结果表明,Sahai修正方法仍会出现负死区体积分率现象;各流的流体平均停留时间是评价多流中间包各流一致性的特征参数;各流流体平均停留时间的最小值是评价多流中间包流体流动特性的关键参数.     

八流中间包结构优化水模型试验研究

基于邯钢第一炼钢厂八流中间包结构,采用1∶3模型对中间包进行了水模拟试验研究,通过对不同控流装置下各流的RTD曲线分析,对中间包结构进行了优化。研究结果表明:通过V形挡墙开孔方向往轴向调整,缩短了边流的响应时间,提高了各流同步性;通过两侧各设置双低坝,配合挡渣墙,使中部两流停留时间延长;采用优化后的"新挡墙+稳流器+双低坝"结构,有效延长了中间包钢水平均停留时间,减小了死区体积,各流的开始响应时间延长,各流RTD曲线峰值时间相差减小,有利于温度场的均匀化。     

六流中间包挡墙优化的数值模拟和工业实践

根据钢厂40 t六流重轨钢中间包的结构和工艺参数,通过Ansys Fluent软件数值模拟的方式,研究了其流场、温度场及RTD（停留时间分布）曲线。研究发现,原中间包流场及温度场分布不合理,各流一致性较差。通过正交试验,确定了挡墙开孔底部仰角10°、中部仰角10°、开孔上移0 mm的优化方案。模拟结果表明,通过优化设计,提高了中间包的整体流场速度, 大幅降低了钢水的平均停留时间标准差,最低温度提高了 14.2 K,各流水口温差缩小了 1.77K,各流一致性显著增强。40 t中间包U75V重轨钢的生产应用结果表明,优化后最远端水口（3号水口）平均停留时间由原687.1 s降至575.5 s,各流温差由2.05 K降至0.28 K,改善显著。     

侧孔长水口两流非对称中间包流场优化

 中间包流体流动直接影响连铸坯的质量,为了缩小非对称中间包两流之间的流动差异,利用水模型和数值模拟方法,研究了侧孔长水口中间包流体流动特性。研究结果表明：直通型长水口、圆形湍流控制器和单挡墙结构中间包两出口流体差异较大,侧孔长水口和多孔挡墙结构中间包两流之间平均停留时间差异是直通型长水口中间包的3/4,且近长水口侧出口的平均停留时间延长7.7%。     

板坯中间包等温钢液流动的物理模拟与应用

为了适当延长钢液在中间包停留时间,以尽可能多地去除钢液中的夹杂物,使中间包的温度及成分更加均匀;为了减少中间包的死区,保证中间包内部有合理大小的全混区和柱塞流区,通过优化中间包的上挡墙及坝的结构参数,提高中间包的利用效率.以酒钢板坯连铸中间包为研究对象,按1:3的比例建立了从钢包、长水口到中间包、水口的钢液流动的水力学模型.通过对水力学模型RTD曲线的测量,得到了中间包的滞止时间、停留时间及峰值时间,通过对这些时间的相应计算,对目前使用的中间包结构进行了优化.     

两流板坯连铸中间包结构优化水模实验研究

通过两流板坯中间包水模实验,研究了抑湍器以及不同控流装置的组合对中间包流动特性的影响.结果表明,合理使用抑湍器能延长开始响应时间,提高平均停留时间和活塞流体积.抑湍器和垱坝组合控流效果良好,且结构简单.由抑湍器、垱坝和挡渣堰组成的控流装置使中间包流场更加合理,优化后的中间包平均停留时间由原先的188 s提高到218 s,活塞流体积分数由3.50%提高到15.41%,死区体积分数由41.57%降低到32.15%.     

大方坯中间包控流装置及冶金效果的研究

以某炼钢厂五流大方坯连铸中间包为研究对象,采用数值模拟方法,研究不同控流装置及操作参数下的中间包内钢液流动特性。研究结果表明,设计结构合理的湍流器、挡墙和挡坝组合的中间包结构,对钢液流动状态具有重要影响,可延长中间包内钢液停留时间,达到去除夹杂物和均匀各流钢水温度的冶金效果。优化后的中间包结构能够更好地满足高品质特钢质量的要求。     

五流连铸中间包结构优化的水模型实验

以国内某钢厂五流连铸中间包为研究对象,根据相似原理建立了1：3的中间包水模拟系统,考察不同内部结构对中间包流体流动特性的影响．研究结果表明：原型中间包内部结构不合理,各流水口之间的流体流动特性差异很大,存在较大死区．通过内部结构优化设计,使中间包流场得到明显改善,其中方案Ⅵ效果最佳,平均停留时间离散度最小,活塞区体积达23．84％,死区体积为10％,比原型下降了71．70％．     

五流大方坯中间包控流装置优化的数值和物理模拟

针对280 mm×350 mm五流连铸35 t中间包第3流铸坯质量探伤不合格率较高的问题,采用数值模拟和几何相似比1:3水模型模拟,研究了控流装置对中间包钢液流动特性的影响,优化中间包流场。结果表明,原型中间包控流装置结构不合理,各流一致性差,尤其第3流短路流明显;采用中墙开两孔的2~#挡墙+圆形加檐的B型湍流控制器后,各流一致性明显改善,第3流短路流消除,其平均停留时间延长了242.1 s,同时中间包活塞区体积增加了5.7%,死区体积减小了1.1%,冲击区钢液流动平稳。     

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。     

小方坯五流对称中间包流场优化与应用

针对铸坯中非金属夹杂物超标的问题,以某钢厂五流对称150 mm×150 mm方坯连铸中间包为研究原型,采用数值模拟的方法研究不同控流装置对中间包内流场的影响,并得到最优的挡墙结构。结果表明,原型中间包存在停留时间短,死区比例大,持续流动的钢液对中间包包壁冲刷侵蚀的问题;采用优化后的U型挡墙后,停留时间延长了257.11s,死区比例减小27.31%,且各水口均匀性明显改善。现场试验发现:中间包优化后T[O]含量降低45.81%,大颗粒夹杂物含量明显降低。     

大流间距四流中间包控流装置优化研究

以相似原理为基础,建立大流间距4流中间包的物理实验模型。通过物理模拟和数值模拟相结合的实验方法,设计出合适的控流装置,以达到优化中间包内部流场的目的。优化后的中间包死区体积减少到4.18%,钢液的平均停留时间延长至893 s。促进了夹杂物的去除,提高了铸坯的质量。     

通道式感应加热7流中间包流场的物理模拟

 为解决通道式感应加热7流中间包各流一致性差、第2和第6流钢水停留时间短的问题,通过水模拟试验对该中间包流场进行优化。等温试验结果表明,通过改变通道结构以及添加双挡坝可改善流体的流动状况。与原型结构相比,优化后中间包总体平均停留时间延长了277.8 s,死区比例降低了30.16%,各流一致性得到较大改善。非等温试验表明,感应加热引起的包内自然对流不可忽略,流体经加热从通道流出后会形成明显上升流。通道内外温差越大,中间包各流的一致性越好。针对原型方案,通道内外温差为5 ℃时,中间包内流体停留时间即较无温差时明显延长,死区基本消除。     

薄板坯连铸中间包内抑湍器的模拟研究

控制中间包内钢液的合理流动对夹杂物的排除有重要影响,为此建立了模拟薄板坯连铸中间包流动情况的水模型。通过测定停留时间分布(RTD)曲线,研究了不同组合控流装置对中间包流体流动特性的影响。结果表明,结构及尺寸合理的抑湍器能延长水口响应时间及平均停留时间、提高活塞流区体积分数及降低死区体积分数;抑湍器与单坝组合的控流装置在控制流体流动方面效果极佳,而抑湍器与单墙单坝、单墙双坝组合的控流装置的控流效果不太理想。     

十流小方坯连铸机双中间包流场的优化设计

对山钢十流小方坯连铸机双中间包进行设计优化，确定合理的中间包结构类型；通过中间包流场、温度场数值和水力学模拟研究，分别为品种钢、普通钢连铸生产设计了L型挡渣墙结构中间包和整体稳流器挡渣墙结构中间包。双中间包结构类型、流场经过优化，延长了钢水在中间包内的平均停留时间，减少了各流间出口钢水温差，提高了钢水纯净度，有效促进了生产的稳定顺行和产品质量的提升。     

马钢异型坯连铸中间包冶金性能数模研究

采用数模对马钢异型坯的中间包冶金性能进行研究,分析了中间包的流场,钢水平均停留时间,夹杂物的运动规律。计算结果表明,现场使用的无流动控制的中间包,１流区域钢水流动缓慢,３流和４流有明显的短路流,夹杂上浮排除率较低。加入档墙后,消除了３、４两流的短路流,夹杂上浮排除率增加,中间包的冶金性能有明显地改进。