两流中间包、结晶器流场的物理模拟与结构优化

发布时间：2021-04-07 03:54

　　随着高效连铸技术的快速发展,中间包冶金以及结晶器冶金在钢铁生产中已经至关重要。中间包、结晶器流场与结构的优化,可以改善钢液流动,促使夹杂物上浮,避免钢液的二次氧化和卷渣,保证钢水洁净度和连铸工艺的顺行,提高铸坯质量。本文针对某厂55 t两流板坯连铸中间包和结晶器的流场进行了物理模拟,并且对中间包的结构和结晶器的工艺参数进行优化。实验过程模型与原型相似比为1:3,根据设计的坝堰结构,通过RTD曲线的测定以及流场的观察来筛选合理的结构;并进一步优化合理的坝堰间距以及堰到长水口间距,对比最佳优化方案与空包的夹杂去除率。实验还用正交法研究了水口吹气量、浸入式水口插入深度以及拉速对结晶器液面波动、液面裸露和冲击深度的影响程度。中间包物理模拟结果表明:坝、堰组合之后可以改变流体的流动状态,延长流体运动的轨迹,与没有坝、堰相比,提高了液体的平均停留时间,但在流体经过坝、堰后都存在一定体积的死区;优化后,坝一、堰一方案在坝堰间距为290 mm,堰到长水口间距为383 mm时最佳,流体在中间包内的平均停留时间为351 s,死区体积分数为19.0%,相对不加坝堰的方案,其平均停留时间增加了65 s,死区体... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不加坝、堰的中间包不同时刻的流体流动状态而从

4.1 中间包流场分布针对拍摄的流场照片，截取不同时间的图片，观察了流场演变的过程。图4.1为湍流控制器不加坝、堰方案的流体流动状态的照片；图4.2为湍流控制器跟坝堰组合方案中一组具有代表性的流体流动状态的照片。从图4.1可以看出，从长水口注入亚甲基蓝溶液后，流体首先冲击到湍流控制器的底部，并且迅速铺开，由于湍流控制器内壁的阻挡，流体沿着湍流控制器的内壁向上运动，流出湍流控制器。流出的流体，一部分由向下的冲击流体的带动向底部流去，而大部分则流向中间包表层。流体流动到表层后向四周铺开，在浇注区因出水口的抽吸，直接流向出水口。从加入指示剂开始到指示剂开始流出中间包用了65 s。图 4.1 不加坝、堰的中间包不同时刻的流体流动状态而从图4.2可以看出，注入亚甲基蓝溶液后，流体流动状态与不加坝堰的流动状态在前6 s是相同的，不过在8 s时由于堰的阻挡

4.1 中间包流场分布针对拍摄的流场照片，截取不同时间的图片，观察了流场演变的过程。图4.1为湍流控制器不加坝、堰方案的流体流动状态的照片；图4.2为湍流控制器跟坝堰组合方案中一组具有代表性的流体流动状态的照片。从图4.1可以看出，从长水口注入亚甲基蓝溶液后，流体首先冲击到湍流控制器的底部，并且迅速铺开，由于湍流控制器内壁的阻挡，流体沿着湍流控制器的内壁向上运动，流出湍流控制器。流出的流体，一部分由向下的冲击流体的带动向底部流去，而大部分则流向中间包表层。流体流动到表层后向四周铺开，在浇注区因出水口的抽吸，直接流向出水口。从加入指示剂开始到指示剂开始流出中间包用了65 s。图 4.1 不加坝、堰的中间包不同时刻的流体流动状态而从图4.2可以看出，注入亚甲基蓝溶液后，流体流动状态与不加坝堰的流动状态在前6 s是相同的，不过在8 s时由于堰的阻挡


本文编号：3122746