某钢厂二流中间包内腔结构优化的研究

发布时间：2020-10-16 08:46

　　 中间包是连铸过程的关键设备之一,对连铸操作顺行和保证钢水质量都起到十分重要的作用。中间包内合理的钢水流动状态,有利于延长钢水在中间包内的停留时间,均匀钢水的温度和成分,减少卷渣和促进夹杂物的分离上浮,促进铸坯质量提高。为了提高收得率和降低成本,减少停浇时中间包内的残钢量,某钢厂对其中间包内腔结构进行了改造。但改造后的中间包容积和有效液位高度降低,给钢液中夹杂物的上浮排除带来不利影响,从而影响钢水的洁净度和铸坯质量。本论文通过数值模拟和水力学模型实验对改造前后的中间包进行夹杂物上浮率测试,比较在不同控流装置及工况下去除夹杂物能力,并对控流装置进行优化,分析中间包内有无挡墙以及挡墙参数变化对中间包内流场、夹杂物上浮率的影响。并将改造后中间包与原中间包做对比,以此判断新中间包投入使用后能否达到或超过原中间包去出夹杂物水平。方案NTGA7和NTA5为数值模拟后得出最优方案。NTGA7下的中间包对粒径40μm及以下夹杂物去除率高于原中间包,粒径70μm及以上的夹杂物上浮率与原中间包十分相近,粒径50μm至70μm的夹杂物上浮率略低于原中间包,但差距不大。通过水模实验得到原中间包最佳控流装置为TGA7和TA2,相比优化前65μm夹杂物减少了3.4%和0.5%。前者排除夹杂能力略高,但后者更方便排渣操作,液面翻卷小,并且成本更低。改造后的中间包最佳控流装置为NTA4,其卷入结晶器的65μm和90μm夹杂物量相比优化前降低7.3%和13.1%。改造后的中间包在不同钢通量、不同液位高度条件下的夹杂物上浮排除能力与原中间包相比都有明显的降低,对于优化后的控流装置(TA2和NTA4),改造后的中间包65μm和90μm的夹杂物收集量比原中间包分别增加了14.0%和36.2%。并且在换包时液面波动比原中间包更剧烈,更容易发生卷渣。在相同钢通量和液位高度(钢通量9.45t/min,液位高度1020mm)的条件下,改造后的中间包的液位波动几乎为原中间包的2倍。在换包过程液位下降期间,中间包上浮排除夹杂物的能力明显要高于正常浇注阶段;开浇后的液位上升阶段,夹杂物排除能力低于正常浇注阶段,并且夹杂物排除的能力随着钢通量的增加而下降;液位波动也随着钢通量的增加而急剧增加。但以大的钢通量抬升液位能够迅速过渡到正常浇注状态,影响的铸坯长度较短。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF341.6
【部分图文】：

图 1.1 导流隔墙示意图[35]Figure 1.1 Diagram of the baffle的应用入中间包时流速很大，对中间包底部冲向下游，对挡坝直接冲击也很剧烈，这对包衬侵蚀会导致新的夹杂物产生，影，出现了一种新的控流装置，安装于钢水的作用，这种装置被称为湍流控制器。图

图 1.1 导流隔墙示意图[35]Figure 1.1 Diagram of the baffle 湍流控制器的应用钢水从长水口进入中间包时流速很大，对中间包底部冲击非常剧烈，着中间包底部流向下游，对挡坝直接冲击也很剧烈，这样对耐火材料大的影响，而且对包衬侵蚀会导致新的夹杂物产生，影响钢水质量。纪 90 年代中期，出现了一种新的控流装置，安装于钢水进入中间包时，起到缓解注流的作用，这种装置被称为湍流控制器。图 1.2 为三种常制器示意图。

图 1.3 多孔泡沫过滤器[14]Figure 1.3 Diagram of porous foam filter为以下三种：一种机械拦截式的物理过滤。大于筛网孔的夹杂物随着钢水穿过筛网。这种方如卷入的炉渣，耐火材料等杂物在通过多孔介质时被截留下来，沉滤饼。而滤饼将会成为更好的过滤介质[42]：当夹杂物颗粒进入多孔介质的孔隙达到通道的壁面，再因表面张力、静电于能够过滤粒径小于多孔介质孔径的细温度高，连铸过程时间长，生产规模大生产中对过滤器有较高的要求，既需要抗化学侵蚀的性能。所以过滤器的制作
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本文编号：2843035