板坯结晶器内钢液综合冶金行为的数值模拟

数值模拟了板坯结晶器内钢液的综合冶金行为.结果表明:钢水的流动状态主要决定于浸入式水口钢水射流形态和强度.在已经给定浸入式水口工作端的条件下,由于水口吐出孔附近存在低压抽引回流区,所以钢水仅从吐出孔下部流出,降低了水口吐出孔的有效利用面积.大断面会使其弯月面的过热度降低;坯壳温度变化主要集中在窄面冲击区域,该区域坯壳温度随铸坯断面增加而降低.断面尺寸为1 400 mm×230 mm和1 600 mm×230 mm的铸坯,结晶器出口处窄面凝固坯壳厚度能达到11.5 mm;对于1 800 mm ×230 mm断面在结晶器出口处窄面凝固坯壳厚度能达到13.4 mm.铸坯宽面坯壳厚度受断面变化的影响很小.     

六流连铸中间包内钢液流动的数值模拟

计算机模拟仿真作为一种参数优化的有效工具,在过程冶金中的应用已越来越广泛。对六流连铸中间包内钢水流动进行了计算机模拟研究后发现,原中间包设计存在不足,提出了优化的设想。     

RH处理过程钢液流动行为的三维数值模拟

以300 t RH-MFB工艺参数为基础,建立了整个装置内钢液流动的三维数学模型。用双流体模型处理气液两相流,以分析吹氩流量、真空度、吹氩喷嘴排布等因素对钢液流场和循环流量影响。结果表明,当吹氩流量在4000 L/min以下时,循环流量随吹氩流量提高而提高;该装置以67 Pa,吹氩流量3500 L/min,浸渍管浸入深度600 mm和上下交错排布16个吹氩喷嘴较合理。     

双辊薄带连铸过程传热和金属流动的数值模拟

怎样开浇是双辊薄带连铸过程面临的一个重要问题。在开浇阶段，金属熔池应该逐步地建立以达到最优的熔池液位。而且在两个反向旋转的结晶辊表面形成的凝固金属层必须在引带离开最小辊缝前焊接在一起，以不准确的牵引时间进行不合适的操作，经常导致连铸过程和产品的不稳定以及铸带的中断，这将破坏铸带的成型及随后的卷取。因此，引带恰当的拉速在垂直双辊薄带连铸的开浇阶段起很重要的作用，准确的牵引时间对热分布的变化，流动条件     

电弧炉EBT区不同底吹搅拌条件的钢液流动数值模拟

底吹工艺在电弧炉炼钢过程中的应用能有效缩短熔池混匀时间, 加速碳、磷、硫的去除, 提高生产效率及产品质量.本文利用数值模拟软件模拟了EBT (偏心底部出钢) 区底吹孔不同气体流量下的电弧炉钢液速度场, 发现当EBT区域底吹气体流量从100 L·min^-1升至267 L·min^-1 (其他两孔气体流量稳定保持为133 L·min^-1) 时, EBT区域钢液的平均流速由2.805×10^-3m·s^-1升至3.268×10^-3m·s^-1, 钢液整体平均流速由4.126×10^-3m·s^-1升至4.610×10^-3m·s^-1, 并耦合得出EBT区域不同底吹流量下的钢液流动速度经验公式.由于钢液流动是影响熔池内反应的动力学因素, 本文提出了电弧炉炼钢基于底吹熔池搅拌的碳成分预报模型, 为冶炼终点均匀熔池成分、合理供氧操作提供理论建议.     

热连轧输送辊温度场的数值模拟

考虑热连轧带坯与输送辊辐射传热、接触热传导及空气冷却等动态边界条件,采用有限单元法,建立了热连轧输送辊瞬态温度场的二维模型,并分析计算了在保温罩内和保温罩外两种工况下输送辊的温度场.该模型能实现输送辊温度场的动态分析和精确计算,预测输送带坯时以及输送后空冷的输送辊瞬态温度场,获得输送辊达到热平衡的时间.试验和仿真结果表明,所建立的分析计算模型考虑因素全面、合理,计算精度较高,计算值与实测值吻合良好,真实地反映了输送辊的温度变化情况.     

双辊冷却低过热度浇铸结晶器流场和温度场耦合数值模拟

提出了一种双辊冷却低过热度浇铸150 mm×150 mm方坯的技术,即使从中间包流出的钢水通过转动的冷却辊浇入结晶器内,通过降低钢水过热度改善铸坯质量.借助流体力学分析软件,对0.45C钢水的数值模拟结果发现,通过冷却辊冷却的钢液过热度降低,结晶器中钢水流冲击深度达250 mm,有利于打断凝固前沿的柱状晶,扩大等轴晶比例,同时结晶器内的钢液流场和温度场分布均匀,且铸坯的凝固状况也明显改善.     

中间包连浇过程非稳态流场与温度场的数值模拟研究

通过计算得出在浇注过程中连铸中间包包壁瞬态热量损失作为边界条件的基础上,建立了连铸中间包内钢液流动与传热耦合数学模型,对连浇过程中中间包内非稳态的温度场和流场进行了数值模拟,考察了中间包连浇5个包次过程中钢液热量损失、温度分布以及流场情况,为现场操作和工艺优化提供依据和指导。     

Numerical Simulation of the Fluid Flow and Heat Transfer in a Steel Slab Continuous Casting Mold With EMBR

Three-dimensional mathematical model coupling of the molten steel flow and heat transfer in the slab continuous casting mold and secondary cooling zone is established to describe molten steel flow and heat transfer phenomena in the slab continuous casting mold with EMBR.The computational model is applied to investigate the flow field and temperature field in slab mold contrast with and without a constant EMBR,which strength measured at a steel plant.The study shows that The EMBR has not changed the mold steel flow field characteristic.But it has reduced the intensity of the upper and downer recirculation in the mold,reduced the speed of the upper recirculation zone,increase the free surface temperature which is compared to the state without EMBR.     

反向凝固结晶器中流动与传热的数值模拟

文中根据连续统一模型建立了描述反向凝固结晶器中的流动与传热的数学模型。研究结果表明了反向凝固工艺母带增长的三阶段规律。即快速增长。平衡相持和快速回熔^[1,3,5]。通过母带厚度的实验值和模拟值的比较。验证了模型的正确性。     

Numerical Simulation and Cold Modeling experiments on Centrifugal Casting

In a centrifugal casting process, the fluid flow eventually determines the quality and characteristics of the final product. It is difficult to study the fluid behavior here because of the opaque nature of melt and mold. In the current investigation, numerical simulations of the flow field and visualization experiments on cold models have been carried out for a centrifugal casting system using horizontal molds and fluids of different viscosities to study the effect of different process variables on the flow pattern. The effects of the thickness of the cylindrical fluid annulus formed inside the mold and the effects of fluid viscosity, diameter, and rotational speed of the mold on the hollow fluid cylinder formation process have been investigated. The numerical simulation results are compared with corresponding data obtained from the cold modeling experiments. The influence of rotational speed in a real-life centrifugal casting system has also been studied using an aluminum-silicon alloy. Cylinders of different thicknesses are cast at different rotational speeds, and the flow patterns observed visually in the actual castings are found to be similar to those recorded in the corresponding cold modeling experiments. Reasonable agreement is observed between the results of numerical simulation and the results of cold modeling experiments with different fluids. The visualization study on the hollow cylinders produced in an actual centrifugal casting process also confirm the conclusions arrived at from the cold modeling experiments and numerical simulation in a qualitative sense.     

氧化铝回转窑内物料流动与传热数值模拟

在分析氧化铝回转窑传热过程的基础上,运用多相流理论对回转窑内横截面物料流动与传热过程进行数值模拟,研究了不同工况下横截面上的温度分布及流动情况。结果表明,截面上物料温度主要受气体及窑壁传热影响,物料颗粒越小,其内部温度上升越快,流动带起的物料高度也越低,但截面上物料内部温度分布基本趋于一致,并可忽略截面温差。     

铝铸轧铸咀型腔熔体流动水模拟

根据Ｆｒｏｕｄｅ数相似准则,做了铝铸轧铸咀型腔体流动的水模拟实验,其结论：现有 咀出口处熔体流动速度相对误差达１９％以上,不能满足超薄快速铸轧工艺的需要。     

方坯连铸凝固传热的复合数值模拟

根据连铸机特点和铸流场特性，在拉坯方向上将整个铸流长度划分为上部计算域和下部计算域。对于铸坯温度场的数值模拟，上部计算域充分耦合钢液对流对传热的影响，采用了三维稳态流动传热耦合模型；下部计算域则将铸流场对传热的影响考虑为有效导热系数，并忽略拉坯方向上的传热效果，采用了二维非稳态有效导热系数模型。计算过程和结果表明，采用此复合模拟方法保证了数值模拟的准确性并降低了仿真程序的计算成本。     

蓄热式加热炉内流体流动、燃烧与传热的数值模拟

简述了数值模拟手段对冶金炉热工设备的设计和优化的重要意义 ,并以某钢厂蓄热式加热炉为对象 ,按照 1∶1的比例建立三维物理模型 ,利用κ-ε湍流模型、耦合混合燃烧模型、辐射换热模型以及NOx 生成模型对其进行非稳态数值模拟研究。结果表明 :蓄热式加热炉能获得很好的流场、温度场和浓度场分布 ,满足高质量的钢坯加热需要