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程中的重要環(huán)節(jié)，其主要的冶金作用是通過設(shè)置控流裝置，調(diào)整鋼液流動狀態(tài)，以達到均勻溫度和促進非金屬夾雜物上浮的效果。為此，許多研究者采用了數(shù)值計算和水模型實驗的方法，對中間包內(nèi)鋼液的流動及其控制進行了研究。 本文以某鋼廠八流連鑄中問包為研究對象，運用物理模擬和數(shù)值仿真的方法，對中間包內(nèi)控流裝置進行了系統(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)”的實驗技術(shù)，運用標準差作為評

2、價指標，對流體在不同控流裝置下中間包內(nèi)的平均停留時間進行了分析，運用冶金反應(yīng)器模型，對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)軟件計算中間包內(nèi)鋼液的三維流場。分析了沖擊板、導流墻等不同控流元件對流場的影響。討論了控流裝置優(yōu)化前后鋼液流動特征、溫度分布及流線分布。 結(jié)果表明，在無控流裝置的情況下，中間包為狹長形，自注入水口處開始，

3、鋼液流經(jīng)1、2＃水口后再流向3＃、4＃水口。必然會導致各水口間的停留時間、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，中間包需要設(shè)計合理的控流裝置。 優(yōu)化控流裝置條件下，中間包內(nèi)增加了一個沖擊區(qū)，改善了中間包內(nèi)的流體流動特性，延長了鋼液進入1＃流和2＃流的時間，使中間包內(nèi)各流的停留時間趨于一致。注流經(jīng)過多個回流區(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。計算顯示優(yōu)化后中間包各出水口的鋼液溫度