單流板坯連鑄中間包流體流動控制研究.pdf

1、本課題分別采用物理模擬和數(shù)學模擬研究了流體在單流板坯連鑄中間包內的流動，優(yōu)化了中間包的控流裝置，得到了最佳的中間包結構。
　　在原方案中間包結構下，流體流動不合理，流體流動的最小停留時間、峰值濃度時間和平均停留時間均較短，中間包內存在較大的死區(qū)，死區(qū)體積分數(shù)達到36％，使中間包的有效體積大大減小，不利于鋼液中夾雜物的上浮去除。
　　在該中間包內使用不帶頂檐的湍流控制器控流效果好于帶頂檐的湍流控制器，增加湍流控制器的出口面積，

2、可以使流體流到更大區(qū)域;同時，減小擋壩距中間包水口的距離(S1)和堰底距包底的距離(H1），增加堰、壩間的距離(S2)和擋壩的高度(H2），可以增加鋼包注流沖擊區(qū)的體積，增加流體在中間包內的流動路徑，延長鋼液在中間包內的停留時間，降低中間包內的死區(qū)體積。
　　C17方案為實驗得到的最佳中間包結構，流體在中間包內的最小停留時間、峰值濃度時間和平均停留時間分別比原方案提高了30％、117％和33％，死區(qū)體積分數(shù)降到了14％，比原方案降

3、低了61％。優(yōu)化后的控流裝置使中間包內的流體流動更加合理，有利于促進夾雜物的上浮去除。
　　數(shù)學模擬結果和物理模擬結果有很好的一致性。數(shù)學模擬結果表明，在原方案中間包內鋼液流動的速度分布不均勻，在鋼液流動緩慢的區(qū)域形成死區(qū);在中間包內使用優(yōu)化后的控流裝置，鋼液速度分布較均勻，中間包內死區(qū)體積明顯降低。
　　在原方案中間包內，位于中間包水口上部的區(qū)域溫度分布不均勻，存在明顯的溫度梯度，中間包水口側端墻上部最低溫度只有1807K