中間包去夾雜最優(yōu)流場的數(shù)模研究.pdf

1、連鑄中間包作為連接鋼包和結(jié)晶器的過渡冶金反應(yīng)單元,在純凈鋼生產(chǎn)中起著重要作用。三十多年以來,均采用數(shù)值模擬與物理模擬的方法對中間包流場進(jìn)行優(yōu)化控制,由于缺乏理論指導(dǎo),每個(gè)中間包的優(yōu)化設(shè)置均需要耗費(fèi)大量的人力、物力進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),成本高,效率低。本文采用成功用于換熱優(yōu)化中的場協(xié)同理論分析中間包內(nèi)的冶金傳輸過程,對某單流中間包進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,討論了場協(xié)同理論在中間包流場優(yōu)化中的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)對中間包內(nèi)夾雜物質(zhì)量

2、傳輸過程進(jìn)行了場協(xié)同分析,得出夾雜物總?cè)コ什粌H與stokes上浮力、鋼液流場有關(guān),還取決于鋼液流場與夾雜物濃度梯度場的協(xié)同關(guān)系。
　　 (2)計(jì)算了中間包內(nèi)不同控流裝置時(shí)的流場、溫度場、流場與溫度梯度場之間的協(xié)同角,討論了流場與溫度場之間的協(xié)同關(guān)系,結(jié)果表明:設(shè)置控流裝置可以降低中間包內(nèi)鋼液流場與溫度梯度場之間的協(xié)同程度,熱量積耗散值增加,有利于鋼液的溫度均勻分布。最利于中間包保溫的方案是設(shè)置湍流控制器+擋墻檔壩時(shí),與場協(xié)同數(shù)

3、及熱量積耗散的分析相一致。
　　 (3)計(jì)算了中間包內(nèi)不同控流裝置時(shí)的流場、尺寸為10～15μm等15組夾雜物的數(shù)量濃度場及流場與夾雜物濃度梯度場之間的協(xié)同角,討論了流場與夾雜物濃度場之間的協(xié)同關(guān)系,分析了影響夾雜物去除率的因素。結(jié)果表明;上浮去除及湍流碰撞對小顆粒夾雜物的去除和產(chǎn)生相對該顆粒下的總量影響較小,但對大顆粒夾雜物的去除和碰撞產(chǎn)生有顯著效果;對四種方案下夾雜物的去除率及場協(xié)同相關(guān)分析一致,當(dāng)設(shè)置湍流控制器+擋墻檔壩時(shí)