板坯連鑄中間包控流裝置結構優(yōu)化及結晶器吹氬數(shù)值模擬.pdf

1、某廠自IF系列高端汽車板投產以來，由于中間包內控流裝置安裝不合理，結晶器吹氬過程中液面波動過大等問題，連鑄過程N、C、O的控制水平與先進水平差距仍較大，因夾雜造成的改判率較高。本文以該廠兩流板坯連鑄中間包為研究對象利用數(shù)值模擬的方法研究了不同控流組合裝置以及不同控流參數(shù)對中間包內流場、溫度場的影響，并通過水模對數(shù)模結果進行了驗證;同時，利用離散模型和VOF模型建立了反映板坯結晶器吹氬過程鋼/渣界面波動的數(shù)學模型，分析了吹氬量、拉坯速度和

2、水口浸入深度等不同工藝參數(shù)下鋼/渣界面波動的行為，為合理選擇吹氬過程工藝參數(shù)提供了理論依據(jù)。研究結果表明:
　　(1)無壩堰的中間包鋼液峰值時間和平均停留時間過短，鋼液平均停留時間僅307.9s，死區(qū)體積分數(shù)高達59.4％。設置壩堰組合裝置后，中間包內鋼液峰值時間和平均停留時間明顯增加，中間包內鋼液流場和溫度場得到明顯改善。綜合考慮，方案三即壩二和堰二組合的控流裝置最為合理，方案三中間包內鋼液平均停留時間為487s，比不加壩堰中間

3、包鋼液平均停留時間增加了179.1s，死區(qū)體積分數(shù)為35.8％，下降了23.6％。
　　(2)對選取的方案三的控流參數(shù)進行優(yōu)化，考慮推薦7號實驗方案為最佳方案，即壩與堰之間的距離為870mm，堰到長水口之間的距離為1150mm。優(yōu)化后，中間包內鋼液的平均停留時間高達590s，比優(yōu)化前延長了103s，比無壩堰的中間包延長了282.1s，活塞區(qū)體積分數(shù)為17.4％，死區(qū)體積分數(shù)為22.3％。
　　(3)吹氬會顯著加劇浸入式水口附