臨鋼板坯連鑄中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化及鋼液流動行為的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，對連鑄鋼的潔凈度以及用戶對高質(zhì)量產(chǎn)品的要求也越來越高。近年來冶金工作者采取了一系列措施來強(qiáng)化和擴(kuò)大中間包的冶金功能，其作為煉鋼流程中重要的冶金反應(yīng)器，除具有儲存、分配鋼液的作用外，還具有凈化鋼液、去除鋼中非金屬夾雜物的作用；其重要措施之一就是在中間包內(nèi)設(shè)置適當(dāng)形式的控流裝置，使之形成合理的流場，一方面促進(jìn)夾雜物充分上浮，同時也為鋼液溫度和成分的均勻化創(chuàng)造有利條件。特別是較小容量的中間包，更需要對其內(nèi)腔及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)

2、化，如設(shè)置擋渣墻、控流裝置及壩等對延長平均停留時間和促進(jìn)夾雜物上浮有明顯的冶金效果。
　　 本課題以臨鋼煉鋼廠板坯連鑄中間包的實際情況為研究對象，采用水力學(xué)物理模擬和數(shù)值計算相結(jié)合的研究方法，確定中間包內(nèi)控流裝置設(shè)置的最佳方案。
　　 根據(jù)相似理論，按照弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相似選擇試驗?zāi)Ｐ团c原型的幾何相似比為0.5建立試驗?zāi)Ｐ筒⑦M(jìn)行水力學(xué)模擬試驗；同時根據(jù)連續(xù)性方程和動量方程建立描述中間包內(nèi)流體流動的數(shù)學(xué)模型，利用商業(yè)軟件FLuE

3、NT進(jìn)行數(shù)值計算，對中間包流場進(jìn)行數(shù)值模擬，對中間包的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化。
　　 研究表明：通過對中間包內(nèi)鋼液流動行為、夾雜物運動軌跡及鋼液流線等的模擬，發(fā)現(xiàn)物理模擬與數(shù)值模擬的試驗結(jié)果基本吻臺。優(yōu)化后的中間包內(nèi)采用“穩(wěn)流器+導(dǎo)流擋墻+壩”控流裝置冶金效果明顯，鋼水流動狀況較優(yōu)化前得到較好改善，鋼液流場合理，液面平穩(wěn)且鋼液溫度變得更加均勻。其鋼液的平均停留時間延長，活塞流體積率增加，夾雜物上浮指數(shù)提高。因此，更加有利于鋼水的凈