八流中間包控流裝置的優(yōu)化研究.pdf

1、中間包冶金是連鑄工藝過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其主要的冶金作用是通過(guò)設(shè)置控流裝置，調(diào)整鋼液流動(dòng)狀態(tài)，以達(dá)到均勻溫度和促進(jìn)非金屬夾雜物上浮的效果。為此，許多研究者采用了數(shù)值計(jì)算和水模型實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)及其控制進(jìn)行了研究。 本文以某鋼廠八流連鑄中問(wèn)包為研究對(duì)象，運(yùn)用物理模擬和數(shù)值仿真的方法，對(duì)中間包內(nèi)控流裝置進(jìn)行了系統(tǒng)、定量地分析與研究、優(yōu)化了中間包的控流裝置。 物理模擬采用“刺激-響應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差作為評(píng)

2、價(jià)指標(biāo)，對(duì)流體在不同控流裝置下中間包內(nèi)的平均停留時(shí)間進(jìn)行了分析，運(yùn)用冶金反應(yīng)器模型，對(duì)兩種控流裝置條件下中間包內(nèi)的活塞流區(qū)（Vp）、全混流區(qū)（Vm）和死區(qū)（Vd）進(jìn)行了研究；數(shù)值模擬采用k-ε雙方程模型，應(yīng)用PHOENICS商業(yè)軟件計(jì)算中間包內(nèi)鋼液的三維流場(chǎng)。分析了沖擊板、導(dǎo)流墻等不同控流元件對(duì)流場(chǎng)的影響。討論了控流裝置優(yōu)化前后鋼液流動(dòng)特征、溫度分布及流線分布。 結(jié)果表明，在無(wú)控流裝置的情況下，中間包為狹長(zhǎng)形，自注入水口處開(kāi)始，

3、鋼液流經(jīng)1、2＃水口后再流向3＃、4＃水口。必然會(huì)導(dǎo)致各水口間的停留時(shí)間、澆注溫度出現(xiàn)較大的差別，直接影響了鑄坯的質(zhì)量。為了優(yōu)化中間包內(nèi)的流場(chǎng)，中間包需要設(shè)計(jì)合理的控流裝置。 優(yōu)化控流裝置條件下，中間包內(nèi)增加了一個(gè)沖擊區(qū)，改善了中間包內(nèi)的流體流動(dòng)特性，延長(zhǎng)了鋼液進(jìn)入1＃流和2＃流的時(shí)間，使中間包內(nèi)各流的停留時(shí)間趨于一致。注流經(jīng)過(guò)多個(gè)回流區(qū)，有利于成分和溫度的均勻化，也有利于夾雜物的上浮去除。計(jì)算顯示優(yōu)化后中間包各出水口的鋼液溫度