連鑄中間包內(nèi)鋼水流動(dòng)行為的數(shù)理模擬研究.pdf

1、隨著煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)連鑄鋼的清潔度和鑄坯質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。對(duì)中間包內(nèi)鋼液的流場(chǎng)進(jìn)行研究和分析，保證鋼液流動(dòng)狀態(tài)的合理性具有相當(dāng)重要的理論和實(shí)際意義。 本文采用數(shù)學(xué)物理模擬的研究方法以寶鋼4＃板坯連鑄中間包為研究對(duì)象進(jìn)行流動(dòng)與傳熱耦合過(guò)程的三維數(shù)值模擬研究。運(yùn)用大型通用有限元分析軟件ANSYS CFX，建立了各類(lèi)中間包有限元模型，計(jì)算不同條件下中間包的流場(chǎng)，并結(jié)合瞬態(tài)狀況下算出的RTD曲線，分析了堰壩組合的數(shù)量、次序和位

2、置對(duì)中間包內(nèi)流場(chǎng)的影響，并優(yōu)化了中間包的結(jié)構(gòu)。同時(shí)文中還探討了中間包水力學(xué)模擬的問(wèn)題,本文利用相似原理建立了1：3的縮小比例模型，采用“刺激——響應(yīng)”實(shí)驗(yàn)技術(shù)，使用飽和鹽溶液作為示蹤劑，測(cè)定了各出水口處電導(dǎo)率值隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，得出RTD曲線，計(jì)算出鋼水在中間包內(nèi)的平均停留時(shí)間，中間包內(nèi)的死區(qū)、活塞區(qū)及混合區(qū)的體積比率。還用了對(duì)流場(chǎng)染色的方法，進(jìn)行觀察、拍照，分析流場(chǎng)狀態(tài)。研究表明： （1）與有壩堰等控流裝置的中間包相比，不采用

3、任何流動(dòng)控制裝置（空包）時(shí)中間包內(nèi)存在較大死區(qū)，不利于夾雜物上浮。 （2）外方提供的方案由于其遠(yuǎn)端低壩安裝位置不是很合理，所以并非最佳選擇，調(diào)整遠(yuǎn)端低壩安裝位置至階梯平臺(tái)之上的優(yōu)化方案可以達(dá)到更好效果。 （3）在所采用的中間包內(nèi)控流裝置中，近水口端方案采用方案1（堰距水口中心距離600,壩堰中心間距離400,堰底距包底距離300,壩高度400,壩厚度）的擋墻、壩以及其安裝位置的實(shí)驗(yàn)效果最佳；遠(yuǎn)水口端方案采用方案10（堰距