三相电极电渣重熔过程温度场与流场研究

基于有限体积法发展了三相电极电渣重熔过程的瞬态多场耦合数学模型.通过简化麦克斯韦方程组得到适用于电渣重熔体系的电磁场输运方程,计算出了洛伦兹力和焦耳热的分布,并将两者分别耦合到动量与能量方程中.同时采用RNG k-ε湍流模型计算湍流粘度,通过自定义函数描述电极的集肤效应.研究结果表明:焦耳热主要集中在渣池内,其最大值在电极底部内侧与渣的交界处.渣池内温度较高,分布比较均匀,温度的最大值出现在三根电极中心的渣层区域.渣池内的流动由重力、洛伦兹力和浮升力引起的.三电极的金属熔池是一个U型剖面,相较于单电极的V型金属熔池剖面更浅、更平缓.     

连铸坯凝固传热数学模型的研究

以永兴钢厂1号方坯连铸机为研究对象，建立连铸坯凝固传热数学模型。对铸坯表面温度进行实测，取得了实测与模型计算基本吻合的结果。再与现场生产实际结合，优化二次冷却制度，铸坯质量得到明显提高，适应下一步开发其它钢种的需要。     

连铸浸入式水口结瘤现象的研究现状及发展

 水口结瘤是影响铸坯质量的重要因素，阐述了浸入式水口结瘤现象的研究现状，并概述了水口结瘤的机理，总结了目前防止结瘤的一些措施，提出从动力学角度研究水口结瘤的思路。     

150mm×150mm方坯连铸机末端电磁搅拌及拉速对铸坯内部质量的影响

某钢厂生产的150 mm×150 mm小方坯铸坯质量不稳定,主要问题在于铸坯中心碳偏析及横截面低倍不合格率较高。因此在该连铸机上采用末端电磁搅拌设备并进行现场试验。探讨了不同搅拌位置、搅拌频率、电流大小、搅拌方式及铸机拉速对铸坯质量的影响。实验结果表明,在液芯厚度分别为35、60 mm处进行电磁搅拌均会导致中心偏析严重。电磁搅拌频率、电流大小、搅拌方式、拉速也会对铸坯内部质量产生影响。根据实验结果,在该连铸机生产工况下,最佳末搅位置在液芯厚度45 mm处,较为合理的搅拌参数为电流400 A、频率12 Hz、交替搅拌方式。拉速提高不利于铸坯内部质量。     

CSP结晶器内钢液面动态失稳现象的水模型实验

利用1:1的水力学模型对双侧孔水口下CSP结晶器内部流场流动进行了瞬态研究.结果表明,液面波动具有明显的周期性加剧现象,称之为\     

CSP结晶器内卷渣的瞬态特征

利用1:1的水力学模型对双侧孔水口结构下的CSP结晶器内卷渣现象进行了模拟.结果表明:由于双侧孔水口下结晶器内液面的动态失稳现象,导致其液面卷渣呈周期性;液面失稳态时会发生连续剪切卷渣,液面卷渣有效涡主要出现在液面失稳态,拉速对液面卷渣影响较大.分析了液渣滴在结晶器内运动的瞬态特征.CSP结晶器内液面卷渣的周期性导致铸坯内大型夹杂物纵向分布差异较大.     

连铸中间包钢水夹杂物浓度的数值模拟

以宝钢二连铸50t“T型”中间包为研究对象,采用有限差分方法,计算了中间包的三维流场、温度场及量纲为1的夹杂物浓度的分布,分析了中间包的内部结构、中间包钢水液面高度及夹杂物当量直径对夹杂物排出率的影响.结果表明,双坝、堰“T型”中间包对夹杂物上浮十分有利.     

CSP结晶器内钢液流动的水模型研究

采用1:1水力学模型对厚度60 mm薄板坯连铸水口浸入深度220～310 mm、出口角度-30°～-60°、拉速4.2～6.0 m/min条件下CSP结晶器内钢液流动行为进行模拟研究。在拉速4.2～5.0 m/min时双侧孔水口下CSP结晶器流场股流冲击深度达850～1010 mm;流场内存在三个滞区,液面波动不稳定;水口角度对结晶器窄面和水口附近波动影响很显著,拉速对结晶器和窄面中心处波动影响较大,浸入深度对水口附近波动影响较大。     

基于数值模拟的实验室氮氧化物生成装置设计

基于数值模拟,设计了一种实验室用氮氧化物生成装置。该装置利用乙炔和氧气发生燃烧反应所产生的高温温度场,使随同空气一起进入燃烧室的氮气与氧气发生反应生成NOx。数值模拟表明:设计方案是可行的。调控乙炔喷口气流速度是调节燃烧室出口NOx浓度的主要手段,在乙炔喷口气流速度为3~5 m/s时,燃烧室出口的NOx平均浓度变化范围为2 064~4 297 cm3.m-3;在一定的乙炔喷口气流速度下,调节空气入口速度也可在小范围内调节燃烧室出口NOx浓度。从而可以满足实验过程中对NOx浓度的不同要求。     

钢包水模型波动性卷渣和混匀的模拟分析

按几何比为1∶3制作180 t钢包的物理模型,进行水模型实验,透气砖夹角120°、位于0.5 R处,模型的渣层厚度为40 mm,根据钢包混匀的RTD曲线,相同气流量,液面中心处钢液的混匀效果优于两进气孔连线的中心处。卷渣是波动性存在的,通过波高传感器,发现波高越低时渣眼越小,波高较低时更有利于发生卷渣。利用Image-Pro Plus 6.0定量化渣眼大小,较为准确直观地反映钢液的裸露面积,给出了不同气流量下的卷渣深度。