基于RTD曲线连铸中间包优化设计数值模拟

为了优化连铸中间包内型,采用数值模拟方法计算钢液在连铸中间包内的停留时间分布（RTD）,并通过RTD曲线分析了连铸中间包内挡坝高度和位置对其钢液流场的影响。结果表明,结构优化后的连铸中间包钢液流场趋于合理,死区体积分数由原始方案的17.62%降至13.29%,且钢液在连铸中间包内的停留时间变化不大。     

板坯连铸机中间包流场研究

应用湍流流动的数学模型研究板坯连铸机中间包内钢液的流动,该模型包括求解三维湍流的Navirt-Stekes方程和K-ε两方程的湍流模型。对宝钢板坯连铸机中间包的流场作了模拟与分析,结果证明宝钢连铸机中间包的流场方式是合理的。     

单侧孔长水口优化异型四流中间包流场

采用数值模拟方法研究了不同形式长水口下异型四流中间包的钢液流场和停留时间分布特征.数值结果表明：原型中间包存在较大的死区,各流流动情况存在着巨大的差异,而把直通型长水口替换成单侧孔型长水口之后,中间包死区比例减少,各流流动差异性基本上被消除.在挡墙的左侧产生了旋转流场,有利于夹杂物的碰撞聚合和去除.     

五流大方坯中间包流场优化

针对某钢厂五流大方坯中间包3流铸坯探伤不合格率较高的问题,采用数值模拟方法,研究不同结构中间包钢液的流场。结果表明,该钢厂现使用的中间包结构不合理,近流有短路流出现,且各流差异较大,不利于去除钢液中的夹杂物和提高各流间钢液的均匀性;采用大冲击区,挡墙中墙不开孔、侧墙开4个孔,设置2个坝的中间包结构最佳;中间包结构优化后,消除了近流的短路流,中间包钢液平均停留时间达652.9 s,各流示踪剂浓度的标准差仅为0.011 9,死区体积分数也仅为21.96%,既有利于夹杂物上浮去除,也保证了各流间钢液的均匀性。     

板坯连铸中间包钢液流场的数学模拟

利用计算机数学模拟的方法,对中间包内钢液流场进行研究,以济钢一炼钢厂4#板坯连铸中间包为模型,以挡墙分别距入口处、挡坝间的距离,挡墙和挡坝高度为影响参数,对板坯连铸中间包流场进行优化设计.得出有利于生产的设计数据.     

中间包隧道式过滤器的物理模拟

在1∶2的中间包水模型上,采用物理模拟的方法对中间包安装隧道式过滤器前后的流场进行研究,分析过滤器出口角度、挡坝高度等因素对流场的影响。结果表明:中间包隧道式过滤器不仅能过滤钢液,还能与其他控流装置组合使用,优化中间包流场,为进一步降低钢中夹杂物提供了一种选择;方案为过滤器出口角度20°,挡坝高度350 mm,能够很好地优化中间包流场,有效降低死区体积分率,增加活塞区体积分率,延长钢液的平均停留时间,使夹杂物上浮去除条件得到进一步改善。     

注入钢液温度降低时中间包非稳态过程数值模拟

利用所建立的中间包非稳态传输过程数学模型对包浇注一个包次周期中中间包工作过程进行了数值模拟.在中间包非稳态过程模拟中首先采用稳态速度场和温度场作为计算的起始速度场和湿度场,以此为基础,完成一个包次浇注过程的计算后,用其所得物理场作为初始速度场和湿度场,进行中间包注入钢液温度降低所产生的非稳态过程模拟计算.模拟结果表明,这样处理更加逼近中间包的真实状态.通过对数值模拟结果的分析,发现在钢包一个包次浇注过程中,中间包中出现两次"流动逆转"和"温度逆转",且第一次逆转有利于中间包冶金功能的发挥,第二次逆转的作用相反,应设法避免和推迟中间包内第二次逆转现象的出现.     

板坯中间包空包、充包过程中自由表面的数值模拟

中间包液面稳定时,钢水的流入和流出可以近似认为是一个稳定流动过程.然而在开浇时液面升高或在换钢包和浇注末期中间包液面下降时,流速有较大的变化而引起流动模式改变导致表面波的形成.研究了中间包内钢液在空包和充包过程中自由表面的变化以及此过程的速度场,研究结果深化了对中间包空包、充包工作过程的认识.     

中间包流场数值模拟

利用大型流体计算软件Fluent,对马钢连铸中间包的流场进行数值模拟.将模拟计算结果与现有中间包存在的实际现象对比表明,中间包在现有结构条件下分流和控流装置获得的流场分布不利于中间包钢水中夹杂物的控制和去除.通过改变原有中间包挡墙结构,从而改变中间包内流场分布,彻底改变了中间包中的流型结构,延长了流体质点的运动轨迹,增加了钢液的平均停留时间,为微型夹杂物的去除提供了有利条件.     

连铸中间包内流场控制优化水模实验研究

根据相似原理,研究了原设计方案和优化改进方案对中间包流场的影响。采用刺激-响应实验方法测得中间包流体的平均停留时间分布(RTD)曲线,并得到不同方案控流装置对中间包流体流动的影响,从而优化对中间包流场的控制。研究结果表明:方案4中活塞区体积分数增大了42.44%,钢液平均停留时间延长了500s左右,并且提高了中间包各流之间的钢液均匀性,从而促进夹杂物的上浮去除。     

CSP中间包内腔优化的数值模拟

针对CSP中间包内冶金过程,建立中间包内钢水流场、温度场、夹杂物运动的数学模型,对不同挡墙和挡坝的5种组合方案的中间包钢水,从流动、传热和去夹杂能力等方面进行分析。结果表明:不同挡墙和挡坝的组合方案中,方案5效果最佳,其结构合理,钢液停留时间有效延长,利于夹杂物的上浮;没有明显的低温区域,中间包出口与入口的温差为5℃;对50μm的夹杂物能去除98.4%,对40μm的夹杂物去除率达到92.3%。     

Numerical simulation of flow phenomena and optimum operation of tundish

1　INTRODUCTIONDuringthecourseofcontinuouscastingsteel,theflowofliquidsteelintundishwasafairlycomplexprocesscontainingmomentumtransfer,masstransfer,energytransferandphase changeofmultiphasecomponents .Ac cordingtoRefs.[1,2 ],someinfluencingfactorsincastingsteelwerefound ,includingthecompositionofliquidsteel,thetechnicalparametersoftundishandre oxidationofmoltenmetal.Theprocesswouldaffectdirectlysurfacedefectsandinternalstructureformationofthecastingsteelproductsaswellastherealizationofhig…     

二流连铸中间包内型优化水模试验

以相似原理为基础,用水模拟钢液研究中间包内的钢水流动特征,通过测定模型中间包内停留时间分布曲线(RTD),计算其平均停留时间及死区、活塞区和混合区的体积。试验表明,经过改进的中间包,其最短停留时间由20s增加到54s,平均停留时间由249s增加到305s,死区体积则由30．34％降低到14．74％,优化了中间包内的流场。     

中间包热态水模型研究

用热态水模研究了中间包内钢水的流动规律，结果表明，钢液由于温度变化导致密度不均匀，使自然对流影响钢液流动；同时，给出了不同控流装置和不同熔池高度下中间包内的温度分布，并讨论了它们对自然对流的影响．     

Optimization of flow control devices in a single-strand slab continuous casting tundish

The optimization of flow control devices in a single-slab continuous casting tundish was carried out by physical modeling, and the optimized scheme was presented. With the optimal tundish configuration, the minimum residence time of liquid steel was increased by 1.4 times, the peak concentration time was increased by 97%, and the dead volume fraction was decreased by 72%. A mathematical model for molten steel in the tundish was established by using the fluid dynamics package Fluent. The velocity field, conc...     

板坯连铸中间包结构优化的研究

结合某公司双冲击点板坯中间包生产现状,利用水模实验对中间包内钢水流动特性进行了研究.结果表明：原中间包结构存在明显的短路流,钢水停留时间偏短,死区体积分率偏高,不利于夹杂物上浮去除.同时,由于在高度较大的两湍流控制器间钢水不能流出,影响金属收得率.这种具有双冲击点的中间包,应按照对称的两个单流板坯中间包进行结构优化.采用小高度湍流控制器加上下挡墙的控流方式时,由于钢水流经路径增长和全混流体积分率增加,响应时间增长,死区体积分率显著减小至15%以下,有利于夹杂物上浮去除.同时,将小高度湍流控制器和门式开孔导流坝相结合,残钢量显著减小,有利于提高金属收得率.     

Dispersive bubble wall--a new method of flow control in tundish

Tundish is the last refractory vessel in the steelmaking process. The fluid flow phenomena in tundish have a strong influence on the separation of non-metallic inclusions. The dispersive bubble wall (DBW) is a new method in tundish metallurgy. A water model of a multi-strand tundish has been set up based on the Froude number and Reynold number similarity criteria. The effect of DBW weir on the flow pattern has been studied. The results show that this new structure of DBW weir is beneficial not only to uniform the temperature among different submerge entry nozzles but also to separate non-metallic inclusions from liquid steel. The DBW can capture the particles of non-metallic inclusions and make them float up to the surface.