連鑄中間包內鋼水流動行為的數(shù)理模擬研究.pdf

1、隨著煉鋼技術的不斷發(fā)展，對連鑄鋼的清潔度和鑄坯質量的要求也越來越高。對中間包內鋼液的流場進行研究和分析，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。 本文采用數(shù)學物理模擬的研究方法以寶鋼4＃板坯連鑄中間包為研究對象進行流動與傳熱耦合過程的三維數(shù)值模擬研究。運用大型通用有限元分析軟件ANSYS CFX，建立了各類中間包有限元模型，計算不同條件下中間包的流場，并結合瞬態(tài)狀況下算出的RTD曲線，分析了堰壩組合的數(shù)量、次序和位

2、置對中間包內流場的影響，并優(yōu)化了中間包的結構。同時文中還探討了中間包水力學模擬的問題,本文利用相似原理建立了1：3的縮小比例模型，采用“刺激——響應”實驗技術，使用飽和鹽溶液作為示蹤劑，測定了各出水口處電導率值隨時間變化的數(shù)據(jù)，得出RTD曲線，計算出鋼水在中間包內的平均停留時間，中間包內的死區(qū)、活塞區(qū)及混合區(qū)的體積比率。還用了對流場染色的方法，進行觀察、拍照，分析流場狀態(tài)。研究表明： （1）與有壩堰等控流裝置的中間包相比，不采用

3、任何流動控制裝置（空包）時中間包內存在較大死區(qū)，不利于夾雜物上浮。 （2）外方提供的方案由于其遠端低壩安裝位置不是很合理，所以并非最佳選擇，調整遠端低壩安裝位置至階梯平臺之上的優(yōu)化方案可以達到更好效果。 （3）在所采用的中間包內控流裝置中，近水口端方案采用方案1（堰距水口中心距離600,壩堰中心間距離400,堰底距包底距離300,壩高度400,壩厚度）的擋墻、壩以及其安裝位置的實驗效果最佳；遠水口端方案采用方案10（堰距