单流通道式感应加热中间包钢液流动行为及结构优化研究

发布时间：2022-12-18 13:05

　　低过热度的恒温浇注对改善连铸坯质量和稳定操作起重要作用,中间包通道式电磁感应加热技术补偿钢水温降效果好。通过物理模拟和数学模拟研究,分析中间包内钢液流动行为,可以为通道式感应加热中间包的结构和工艺优化提供理论指导。本文以国内某钢厂30t单流通道式感应加热中间包为原型,建立1:1的物理模型,研究了前腔体积对钢液流动行为的影响,还探讨了气幕挡墙及加热对中间包内钢液流动的作用。采用数学模型研究了无控流装置的原型中间包、带有挡墙和湍流器的原型中间包及通道式感应加热中间包的流动行为,得到了减少包壁冲刷的通道式感应加热中间包结构,还分析了前腔体积对死区、活塞区及全混区体积的影响。研究结果表明:通道式感应加热中间包响应时间随前腔体积缩小而小幅度增加;气幕流量为5m3/h时,峰值时间为445.5s,是无气幕挡墙的9.8倍;物理模拟得到单流通道式感应加热中间包加热时,响应时间为85.5s,是不加热的2.28倍;优化后的通道式感应加热中间包近壁速度为0.0030m/s,对后腔包壁冲刷较小;前腔体积最大时,通道式感应加热中间包平均停留时间最长,为569s,死区体积最小,为0.55%,活塞区体积最大,为56.... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 引言
    1.2 中间包的作用及中间包冶金
        1.2.1 中间包的作用
        1.2.2 中间包冶金的概念
        1.2.3 中间包冶金技术
    1.3 通道式感应加热中间包
        1.3.1 设备构成
        1.3.2 设计要求
        1.3.3 加热原理
        1.3.4 加热技术特点
        1.3.5 研究与应用现状
    1.4 课题研究的内容及创新性
        1.4.1 课题研究的内容
        1.4.2 课题研究的创新性
2. 模型的建立及实验方案的设计
    2.1 水模型的建立及实验方案的设计
        2.1.1 实验原理及相似准数的确定
        2.1.2 实验装置及实验方法
        2.1.3 实验方案的设计
    2.2 数值模拟模型的建立及实验方案的设计
        2.2.1 基本假设及控制方程
        2.2.2 边界条件及参数设置
        2.2.3 模型的建立及RTD曲线的处理
        2.2.4 实验方案的设计
3. 感应加热中间包钢液流动行为的物理模拟研究
    3.1 前腔体积对中间包流体流动行为的影响
    3.2 气幕挡墙对中间包流体流动的影响
    3.3 加热对中间包流体流动行为的影响
    3.4 本章小结
4. 感应加热中间包结构优化的数值模拟研究
    4.1 感应加热中间包和传统中间包结构分析
    4.2 感应加热中间包结构优化研究
    4.3 感应加热中间包前腔体积优化研究
    4.4 本章小结
5. 结论
参考文献
附录 数模中包RTD曲线
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]优化中间包流场降低铸坯夹杂的研究[J]. 张殿军,石中雪,郭世宝,陈煜.  钢铁研究. 2003(02)
[2]中间包夹杂物运动行为的数模研究[J]. 王建军,周俐,王雪松.  安徽工业大学学报. 2001(02)
[3]中间包夹杂物运动行为的数模研究[J]. 王建军.  炼钢. 2001(04)
[4]中间包冶金新技术——离心流动中间包[J]. 毛斌,陶金明,孙丽娟.  连铸. 2008(02)
[5]连铸中间包通道式感应加热技术[J]. 毛斌,陶金明,蒋桃仙.  连铸. 2008(05)
[6]连续铸轧中间包流场数值模拟及其优化[J]. 陈守东,陈敬超,吕连灏.  铸造技术. 2011(07)
[7]连铸中间包通道式感应加热设备设计与应用现状[J]. 孙海波,闫博,张家泉.  上海金属. 2012(01)
[8]感应加热中间包夹杂物的运动及去除[J]. 王强,石月明,李一明,李宝宽.  东北大学学报(自然科学版). 2014(10)
[9]中间包感应加热的数值模拟[J]. 丛林,张炯明,雷少武,李茂康.  钢铁研究. 2014(03)
[10]利用中间包感应加热技术降低GCr15过热度的应用[J]. 蔡守桂,杨博文,李金伟.  金属世界. 2015(05)

硕士论文
[1]通道式感应加热中间包的数值模拟研究[D]. 代传民.东北大学 2014



本文编号：3722105