六流连铸中间包内流动与传热耦合过程的数值模拟及控流装置优化

通过对六流连铸中间包内劝与传热耦合过程的数值模拟,说明了改进中间包的合理性,此外,本研究还进行了现场温度的实际测定。表明,模拟计算结果与实测值的趋势一致,优化后的中间包能更好地满足生产的要求。     

六流T形连铸中间包内控流装置优化的水模试验研究

通过水模试验研究,对六流T形连铸中间包内的控流装置进行了优化。通过试验选择了控流较好的多孔挡墙形状,优化了多孔挡墙的开孔方向;研究了不同形状的湍流抑制器对中间包内钢液的控流效果。     

多流连铸中间包内钢液流动特性的分析模型

分析中间包内钢液的停留时间分布（RTD）曲线,从而定量描述其内流动特性的组合模型已被应用数十年,但对于多流中间包,目前还没有公认的流动特性分析模型．本文提出了针对多流中间包流动特性的分析模型,为多流中间包内的活塞区、混合区、死区体积分数的定量计算提供理论依据,并与已有的分析方法进行了比较．     

4流中间包钢液流动行为研究

通过水模型试验对4流方坯中间包在不同控流装置下包内流体流动动行为进行研究。研究结果表明：原中间包由于流体流速快导致边部流和中部流的流体特性差异大且死区比例高。改进后的中间包的边部流和中部流间的流体特性趋于一致,最小停留时间仅相差1~2 s;实际平均停留时间平均增加145.9 s,死区比例平均减小17.2%。     

多流中间包流动特性分析模型

对于多流中间包的活塞流区、全混流区以及死区体积分数的计算,至今还没有一个统一模型,而上述体积分数是评价中间包流场分布的重要指标。根据多流中间包的各流之间的差异性提出活跃区影响因子以及死区影响因子概念,优化了多流中间包的计算模型,并且提出了各流之间的差异性判断参数。利用优化后的计算模型与以往的计算方法进行对比,得到的优化计算模型不仅可以计算活塞流区、全混流区以及死区体积分数,而且还可以得到各流之间的差异性程度。     

八流中间包内控流装置结构的数理研究

针对某钢厂8流无控流装置中间包,应用物理和数值模拟方法进行了控流装置的优化研究.数值计算获得的结论与物理模型实验结果相吻合.使用优化的控流装置,利于夹杂物的上浮去除,延长了钢液在中间包内的平均停留时间,有效减小了各流间的停留时间差和钢液温度差,死区体积由48.2%下降至5.6%,中间包内流体的流动特性得到改善.     

三流Τ型中间包内控流装置优化的物理模拟

通过三流T型连铸中间包物理模拟实验,研究了直挡墙、V型挡墙及其与抑湍器组合控流装置对中间包流动特性的影响。结果表明,直挡墙控流装置的控流效果优于无控流装置的中间包,但不如设计合理的V型挡墙控流装置;V型挡墙与挡坝组合控流装置（方案Ⅴ）的控流效果较好,在其基础上加入抑湍器后控流效果并不理想。因此,提出了针对三流T型中间包控流装置的优化设计方案。     

连铸板坯中间包内控流装置优化的水模型研究

根据国内某钢厂单流板坯连铸中间包工艺及设备条件,本文利用1∶2水模型研究了挡墙、挡坝位置、挡坝高度以及导流孔倾角对中间包内钢液流动行为的影响。实验结果表明:增大挡墙、挡坝间距,挡坝对钢液流股的抬升作用减弱,挡墙与挡坝间距较小,挡坝高度较高时,挡坝对钢液流股的抬升作用较强,较强的流股抬升作用不利于形成有效的表面流;增大挡墙、挡坝与浸入式水口的距离,中间包内钢液平均停留时间先减小、后增大、再减小,出现峰值现象;增大挡坝导流孔倾角有利于延长钢液在中间包内的停留时间;获得的最优控流装置参数是:挡墙、挡坝间距为450 mm,挡坝距中间包浸入式水口中心距离为1 160 mm,挡坝高度280 mm,挡坝导流孔倾角30°,对应的中间包内模拟钢液平均停留时间为6.23 min,实际的钢液停留时间为8.81min。     

堰坝组合对中间包内钢液流动模式的影响

根据某钢厂实际连铸中间包的操作工艺参数,采用数值模拟的手段研究了中间包内钢液的流动模式,通过模拟中间包内钢液瞬态流动,来获取RTD-C曲线,进而计算关键参数值(活塞区体积分数、死区体积分数等)。运用正交试验设计分析了影响中间包内钢液流动的几种因素。合理的堰坝组合能够改善中间包内钢液流动状况,促进夹杂物上浮,降低死区体积分数。试验研究结果表明,控流装置的应用能很好地改善中间包内钢液流动;其中9号堰坝组合方案的中间包内钢液流动模式较合理,死区体积分数明显下降,钢液混合更为均匀。     

离心式连铸中间包内钢液流动特性的模拟

采用数值模拟对离心中间包内的钢液流动特性进行了研究,考察了分配室中挡坝的位置及旋转磁场强度对整体流场结构的影响,并通过试验验证了计算结果的可靠性.研究结果表明,当坝距较小时,分配室内形成了较大的水平环流,环流的形成有利于夹杂物的上浮去除.而当坝距较大时,分配室内的流场结构则呈现明显的非对称性,且随着坝距的增加,非对称越明显.这种非对称性的流场分布不利于钢液的混合,并导致了死区的形成.当磁场强度超过一定值时,磁场强度对钢液的整体流动形态无明显的影响.     

气幕挡墙及挡坝结构对中间包流场的影响

针对某钢厂中间包使用原挡坝时死区较大,流经挡坝钢液向上运动趋势不明显,流场不利于夹杂物上浮去除等问题,采用中间包水模型试验,对挡坝结构进行了优化,设置了气幕档墙.结果表明,提高挡坝高度,开向上角度通钢孔,并设置气幕挡墙,可有效消除浇注区及挡坝后死区,死区体积比降低46％;钢液向液面运动趋势增大,滞止时间提高23％,峰值时间提高16％.工业试验表明,中间包采用优化后的控流装置,夹杂物总量从14.4 mg/10 kg降为6.64 mg/10 kg,中间包钢液内大型夹杂物得到有效去除.     

四流中间包非正常工况下流动行为研究

通过1:3的水力学模型研究了四流中间包的两种典型控流装置在非正常工况(关闭1号水口或2号水口)的流体流动行为。通过停留时间分布(RTD)曲线以及死区活塞区比例等参数进行比较,同时考察了三个水口流动过程的相似程度,采用数值模拟进行验证。研究表明关闭1号水口比关闭2号水口死区比例更低,活塞区比例更高。在两种工况下,U型挡墙方案三个水口死区平均值比II型挡墙方案降低了24.9%和18.2%。II型挡墙的关闭水口的一侧,流体流动缓慢,而U型挡墙方案三个水口流动一致性很好,关闭水口对整体流场影响不大,U型挡墙对非正常工况适应性较II型挡墙好。     

奥氏体低碳镍-钼-铬合金焊接接头耐晶间腐蚀性能分析

以奥氏体低碳镍-钼-铬合金材料为研究对象,研究了该材料焊接接头和母材的平均腐蚀速率和显微硬度。结果表明,提高焊接接头中铬含量和充分利用焊接过程中的热循环固熔是提高焊缝耐晶间腐蚀性能的有效手段。     

基于温度场优化的多流中间包提质增效

本文对某钢厂七机七流中间包进行数值模拟研究,利用ANSYS Fluent进行仿真实验,并将得到的结果进行水模拟实验验证。结果表明,原型中间包内钢液混合不均匀,各流流动差异较大,中间流与边流之间温差为15 ℃。优化后的U型侧开槽挡墙实验方案与原型方案相比,不仅使得不同流出口钢水最大温差从原型的15 ℃降低至4.9 ℃,而且减弱了第一流与第四流之间滞止时间与峰值时间的差异,有效地延长了中间包内夹杂物上浮时间,达到提升铸坯质量的目的。     

中间包流场数值模拟

针对邯钢三炼钢8机8流方坯连铸机中间包,通过建立数值模型,研究在设置挡渣墙和坝前后以及不同的挡渣墙情况下,中间包内钢水流场规律,并通过RTD曲线分析了连铸中间包内挡渣墙和坝对其钢液流场的影响,为优化方坯中间包钢水流场积累了很好的技术经验。     

基于示踪剂体积的多流中间包流动特性分析模型

在分析总结目前国内外已有的连铸中间包死区体积分数分析模型的基础上,提出一种基于示踪剂体积的多流中间包死区体积分析新模型,利用该模型计算了5种方案下的三流中间包死区体积分数,结果表明,该模型算法可靠性强且计算精度高。     

连铸机中间包结构优化及流场分析

以六流T型中间包为分析模型,运用ANSYS软件的CFX模块进行中间包流场的数值模拟分析。考察了六流T型中间包在没有控流装置和在布置不同控流装置情况下的钢液流动特性。对于促进夹杂物在中间包内很好的上浮,提高连铸钢水的纯净度,并为在中间包内设置堰、坝结构的确定与否提供了选择的最佳方式。     

提高中薄板坯连铸机中间包寿命实践

对影响中薄板坯连铸机中间包寿命的原因进行了分析.结果表明,中薄板坯连铸机中间包寿命主要受中间包耐材侵蚀速率和现场异常状况影响.采取降低中间包熔渣氧化性、变渣线控制中间包液位、合理选择中间包烘烤制度、严控大包下渣、优化干式料成分和装包操作,有效防止塞棒松动、提高低碳低硅铝镇静钢的可浇性,可以解决换水口时板间穿钢等问题,使...