漩流中間包的水模實驗研究.pdf

1、為了改善連鑄中間包內(nèi)鋼液的流動狀況，減少中間包鋼液內(nèi)的夾雜物，或防止中間包夾雜物進入結(jié)晶器，國內(nèi)外一些鋼廠已采取了相當(dāng)多的技術(shù)措施。其中包括設(shè)置湍流控制器和應(yīng)用離心中間包。 基于傳統(tǒng)的湍流控制器、離心中間包的設(shè)計原理，提出了一種名為漩流中間包的新方案。通過這樣的方法，既可以實現(xiàn)湍流控制器的作用，還可以在基本不改變原有中間包結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，避免離心中間包所必需的外加電磁設(shè)備，而達到與之相似的冶金效果。 對于新型中間包—漩流中

2、間包，課題組已經(jīng)做了相關(guān)實驗研究。這些研究對單流漩流中間包進行了停留時間分布和旋轉(zhuǎn)角速度的測定；分別測定了不同漩流室尺寸(直徑和高度)條件下的響應(yīng)時間、停留時間和旋轉(zhuǎn)角速度；得到了最佳漩流室方案和漩流室內(nèi)旋轉(zhuǎn)角速度的變化規(guī)律。 本課題在前期研究的基礎(chǔ)上，對單流漩流中間包進行了更為深入的實驗研究。利用PIV對漩流中間包流場進行測定，利用染色法顯示漩流中間包流場，進行漩流中間包的夾雜物模擬實驗。此外，還對雙流漩流中間包進行了停留時間

3、分布的測定。通過對實驗數(shù)據(jù)的處理及分析，得到以下結(jié)論： (1)圓柱型漩流室和圓臺型漩流室內(nèi)水平截面旋轉(zhuǎn)渦心的位置變化有著類似的趨勢，即在同一直徑下，隨著高度的增加，渦心位置呈順時針方向(即水流動方向)旋轉(zhuǎn)變化。 (2)在同一高度下，隨著直徑的增加，圓柱型漩流室內(nèi)的流動趨于平緩，其流體擾動更小，內(nèi)部流場更加合理；圓臺型漩流室內(nèi)的流動狀態(tài)沒有明顯的變化規(guī)律。 (3)漩流室的引入可以降低進入漩流室內(nèi)鋼液的湍流特性，并延

4、長其運動路徑，達到延長夾雜物上浮時間和改善上浮環(huán)境的目的。 (4)引入漩流室后，中間包內(nèi)流體流動狀態(tài)均比無漩流室時有很大改善，其流場更加合理，延長了運動路徑，增大了停留時間，并減少了死區(qū)體積。 (5)無論是圓柱型漩流室，還是圓臺型漩流室，其引入都使夾雜物在漩流室內(nèi)有較為明顯的向心聚集上浮，有利于夾雜物的去除，使夾雜物的上浮率平均由原來的92.35％提高到97％以上。 (6)漩流室的引入，既可以實現(xiàn)湍流控制器的作用