兩流中間包、結(jié)晶器流場(chǎng)的物理模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著高效連鑄技術(shù)的快速發(fā)展，中間包冶金以及結(jié)晶器冶金在鋼鐵生產(chǎn)中已經(jīng)至關(guān)重要。中間包、結(jié)晶器流場(chǎng)與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可以改善鋼液流動(dòng)，促使夾雜物上浮，避免鋼液的二次氧化和卷渣，保證鋼水潔凈度和連鑄工藝的順行，提高鑄坯質(zhì)量。
　　本文針對(duì)某廠(chǎng)55 t兩流板坯連鑄中間包和結(jié)晶器的流場(chǎng)進(jìn)行了物理模擬，并且對(duì)中間包的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶器的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程模型與原型相似比為1∶3，根據(jù)設(shè)計(jì)的壩堰結(jié)構(gòu)，通過(guò)RTD曲線(xiàn)的測(cè)定以及流場(chǎng)的觀察來(lái)篩選合理

2、的結(jié)構(gòu);并進(jìn)一步優(yōu)化合理的壩堰間距以及堰到長(zhǎng)水口間距，對(duì)比最佳優(yōu)化方案與空包的夾雜去除率。實(shí)驗(yàn)還用正交法研究了水口吹氣量、浸入式水口插入深度以及拉速對(duì)結(jié)晶器液面波動(dòng)、液面裸露和沖擊深度的影響程度。
　　中間包物理模擬結(jié)果表明:壩、堰組合之后可以改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，延長(zhǎng)流體運(yùn)動(dòng)的軌跡，與沒(méi)有壩、堰相比，提高了液體的平均停留時(shí)間，但在流體經(jīng)過(guò)壩、堰后都存在一定體積的死區(qū);優(yōu)化后，壩一、堰一方案在壩堰間距為290 mm，堰到長(zhǎng)水口間距為

3、383 mm時(shí)最佳，流體在中間包內(nèi)的平均停留時(shí)間為351 s，死區(qū)體積分?jǐn)?shù)為19.0％，相對(duì)不加壩堰的方案，其平均停留時(shí)間增加了65 s，死區(qū)體積分?jǐn)?shù)減小了15.0％;優(yōu)化方案下，夾雜物的去除效果優(yōu)于不加壩堰下夾雜物的去除效果，而且隨著夾雜物顆粒直徑的增大，夾雜物的去除率顯著提高。
　　結(jié)晶器物理模擬結(jié)果表明:隨著水口吹氬量增加，結(jié)晶器液面波動(dòng)加劇，液面裸露增大，沖擊深度降低;隨著插入深度增加，結(jié)晶器液面波動(dòng)大體呈增大趨勢(shì)，液面裸