四流大方坯連鑄中間包的結構優(yōu)化研究.pdf

1、中間包是連鑄工藝過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一，無論對于連鑄操作的順利進行，還是對于保證鋼水品質的符合需要，都起到十分重要作用。中間包內鋼水理想的流動狀態(tài)，能夠延長鋼水在中間包內的停留時間、均勻溫度、減少卷渣和促進夾雜物的上浮，因而直接影響著連鑄坯的質量。近年來冶金工作者采取了一系列措施來強化和擴大中間包的冶金功能，其中的重要措施就是在中間包內設置適當形式的控流裝置，使之形成合理的流場。
　　 為了配合鋼鐵公司發(fā)展需要，增加品種鋼產量，某

2、煉鋼廠計劃采用現有的大方坯鑄機生產品種鋼，但目前鑄機的四流梯形中間包內未設任何控流裝置，難以滿足品種鋼生產的需要，因而需要對現有中間包進行結構優(yōu)化。
　　 論文結合該鋼廠四流大方坯梯形連鑄機中間包的實際情況，采用水模擬和數學模擬相結合的數理模擬研究方法，以確定該中間包的最佳控流裝置。數模部分，根據連續(xù)性方程和動量方程建立描述中間包內流體流動的數學模型，采用FLUENT商業(yè)軟件進行數值計算，選出較優(yōu)方案；水模部分，根據相似原理，在

3、弗魯德準數相等和實驗模型與原型的幾何相似比為1∶4條件下，建立實驗模型，最終確定最佳控流方案。
　　 結果表明，原型中間包內流體存在較大的死區(qū)，且各流間的流動特性差異較大，尤其是近水口的2流、3流處存在明顯短路流，不僅造成包內鋼水溫度分布不均勻，也不利于夾雜物的上浮，影響鑄坯潔凈度。采用優(yōu)化后的湍流控制器+導流墻+壩組合控流裝置能夠顯著改善中間包中內鋼水的流動狀態(tài)，使鋼水在各流間合理分配，并延長了鋼水的平均停留時間，提高活塞流體