方坯中間包鋼水流動狀態(tài)和傳熱的研究.pdf

1、隨著煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，對連鑄鋼水的清潔度和鑄坯質(zhì)量的要求也越來越高。中間包作為鋼液凝固之前經(jīng)過的最后一個耐火材料容器，對鋼的質(zhì)量有重要影響。中間包冶金效果與中間包內(nèi)鋼液的流動模式密切相關(guān)，合理的中間包流場，對防止鋼水二次氧化、延長鋼水在中間包內(nèi)停留時間、促進夾雜物上浮去除等都具有重要的作用。因此，對中間包內(nèi)鋼液的流動模式進行研究和分析，保證鋼液流動狀態(tài)的合理性具有相當重要的理論和實際意義。
　　本論文結(jié)合昆鋼7＃方坯連鑄機中間包

2、的實際情況，針對中間包生產(chǎn)時存在的一些質(zhì)量問題進行了鋼水流動和傳熱的研究。采用物理模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，根據(jù)相似理論，建立試驗模型，進行水力學物理模擬試驗；同時建立描述中間包內(nèi)流體的數(shù)學模型，采用Fluent商業(yè)軟件對中間包鋼液的流動模式進行數(shù)值模擬計算。主要研究了不同中間包內(nèi)腔結(jié)構(gòu)下，鋼液的流動狀態(tài)，優(yōu)化中間包的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)參數(shù)。然后，在最優(yōu)的中間包內(nèi)腔結(jié)構(gòu)下，優(yōu)化設置單擋墻及多孔擋墻兩種控流裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，優(yōu)化不同工況下長水口插入

3、深度。
　　研究結(jié)果表明：中間包未進行流動控制時，鋼液在中間包內(nèi)的平均停留時間比較短，夾雜物上浮的機會較小。B方案中間包的內(nèi)腔尺寸較好，但仍需要對中間包內(nèi)鋼液的流動模式進行一定的控制。單擋墻可以有效防止大包水口流出的鋼液直接流向中間包最中心水口，大大減少了鋼液對最中心水口的影響。在單擋墻中間包內(nèi)，2＃單擋墻的控流效果最好，使用2＃單擋墻可以提高活塞流區(qū)體積分數(shù)19.0％及降低死區(qū)體積分數(shù)19.7%。多孔擋墻對中間包注流區(qū)湍流的控制