低碳铝镇静钢板坯连铸结晶器浸入式水口结构优化

发布时间：2021-10-26 13:54

　　在连铸生产过程中,结晶器是钢水成型的最后一道工序,是连铸机非常重要的部件。作为连铸生产过程中净化钢质的最后一个环节,它的运行状况直接影响到连铸坯的生产过程以及铸坯的质量。浸入式水口结构对结晶器内钢液流动有很大的影响,其结构设计是优化结晶器内钢液流场的关键环节。合理的结晶器钢液流场可以促进夹杂物上浮,抑制结晶器液面卷渣,这对提高钢液纯净度、提高连铸坯产品质量等有重要的现实意义。本文以某钢厂断面230mm×1930mm和断面230mm×1300mm板坯连铸结晶器为研究对象,通过物理模拟实验探究了浸入式水口浸入深度、底部结构、侧孔面积比对结晶器内钢液流动的影响。并通过数值模拟对结晶器内钢液的流场和温度场做了计算分析,来验证物理模拟实验,在此基础上确定浸入式水口最优参数。在物理模拟实验中,在断面230mm×1930mm结晶器内,拉速为1.2m/min,在断面230mm×1300mm结晶器内,拉速为1.35 m/min,吹氩对比实验的吹气量为0.1m3/h,以1：2.3为相似比,在结晶器模型上进行水模实验研究。通过实验分析,最终确定10#水口为最优水口,浸入深度在57mm～70mm（原型为130... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 连铸技术的发展状况
    1.2 连铸设备中的结晶器
    1.3 结晶器的浸入式水口
    1.4 课题研究目的、意义及主要内容
        1.4.1 研究目的和意义
        1.4.2 研究的主要内容
第2章 文献综述
    2.1 结晶器内钢液流动行为
        2.1.1 结晶器内钢液流动行为分析
        2.1.2 结晶器内钢液流动行为研究方法
        2.1.3 结晶器内钢液流动行为研究现状
    2.2 结晶器内卷渣
        2.2.1 结晶器内卷渣行为分析
        2.2.2 结晶器内卷渣行为研究现状
第3章 结晶器内钢液流动行为的物理模拟
    3.1 物理模拟实验的理论基础
    3.2 物理模拟实验参数确定
        3.2.1 物理模型尺寸参数确定
        3.2.2 实验介质物性参数确定
        3.2.3 浸入式水口结构参数确定
    3.3 物理模拟实验方案
        3.3.1 实验装置
        3.3.2 实验方法
    3.5 物理模拟的结果与讨论
        3.5.1 浸入式水口浸入深度对结晶器流场的影响
        3.5.2 浸入式水口底部结构对结晶器流场的影响
        3.5.3 浸入式水口侧孔面积比对结晶器流场的影响
        3.5.4 不同拉速条件对结晶器流场的影响
        3.5.5 水口吹氩对结晶器流场的影响
    3.6 本章小结
第4章 结晶器内钢液流动行为的数学模拟
    4.1 Fluent软件
    4.2 结晶器模拟实验数学模型建立
        4.2.1 基本假设
        4.2.2 基本控制方程
        4.2.3 离散相模型
        4.2.4 边界条件
        4.2.5 计算区域网格划分和模拟参数
    4.3 数值模拟计算结果
        4.3.1 结晶器流场模拟分析
        4.3.2 结晶器温场模拟分析
    4.4 结晶器内夹杂物运动的分析
        4.4.1 夹杂物自身物性参数对夹杂物去除的影响
        4.4.2 夹杂物加入位置对夹杂物去除的影响
        4.4.3 浸入式水口浸入深度对夹杂物去除的影响
        4.4.4 优化水口与原水口去除率比较
        4.4.5 拉坯速度对夹杂物去除的影响
    4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文
论文包含图表、公式及参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]板坯浸入式水口的优化[J]. 郑和武,沈巧珍,骈建峰,吴曌环,方建红,王洪富.  连铸. 2014(02)
[2]结晶器内钢液面波动分析与控制[J]. 王洪兴,曹梅林,刘志国.  炼钢. 2012(03)
[3]薄板坯连铸结晶器钢液流动数值模拟[J]. 毕彦雷,张树江,张彩军.  河南冶金. 2011(02)
[4]板坯连铸结晶器内夹杂物运动行为的数值模拟[J]. 王翠娜,温良英,陈登福,张大江,彭政,钟泓.  过程工程学报. 2010(S1)
[5]低碳经济与钢铁工业[J]. 徐匡迪.  钢铁. 2010(03)
[6]连铸结晶器内液面波动及卷渣行为的物理模型研究[J]. 张宁,雷洪,刘承军,姜茂发.  连铸. 2010(01)
[7]不锈钢板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为模拟及卷渣分析[J]. 金友林,包燕平,刘建华,安航航.  北京科技大学学报. 2009(05)
[8]板坯连铸结晶器夹杂物运动行为的数值模拟和优化[J]. 苏瑞先,乐可襄,方文艳.  安徽工业大学学报(自然科学版). 2008(03)
[9]板坯连铸结晶器保护渣卷渣及其影响因素的研究[J]. 陆巧彤,杨荣光,王新华,张炯明,王万军.  钢铁. 2006(07)
[10]薄板坯连铸结晶器内涡流及卷渣行为的研究[J]. 陈芝会,王恩刚,王清成,刘全利,赫冀成.  炼钢. 2005(05)



本文编号：3459625