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。     

双辊连铸中间包流场数值模拟及优化

基于有限元分析软件FLUENT对中间包的流场进行了数值模拟研究和优化.其结果表明：设置流动控制装置可明显改善熔液流动状况,有利于提高连续铸轧坯质量.对比了流动控制装置中几种不同的堰坝布置,最终得到挡堰相对高度为550 mm、挡坝相对高度为350 mm时所得金属熔液净化效果最佳.     

中间包温度场数值模拟

利用Fluent软件对马钢四钢轧的原中间包和改进后中间包的温度场进行数值模拟与比较.模拟结果表明,中间包的最大温差达12.08 ℃;对原中间包进行改进后,中间包内的温度场最大温差为7.32℃,明显优于原中间包.     

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.     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

首钢中间包优化设计(Ⅰ)

应用湍流流动数学模型研究了首钢中间包内钢液的流动与混合 ,该模型包括求解三维湍流的N -S方程和k -ε双方程模型 对首钢第二炼钢厂现有中间包的流场和钢液的停留时间做了模拟与分析 ,并预报了在不同位置加设不同高度的坝后 ,中间包内钢液的流动状态及停留时间 结果表明 ,如果坝的设置不当 ,中间包内钢液的流动状态则会更差     

首钢中间包优化设计(Ⅱ)

应用湍流流动的数学模型研究了首钢中间包内钢液的流动与混合,该模型包括求解三维湍流的N－S方程和K－ε双方程模型。对首钢第二炼钢厂现有中间包的流场和停留时间作了模拟与分析,并预报了在不同位置加设不同高度的堰坝后中间包内钢液的流动状态及停留时间。结果表明：如果二重堰的设置不当,中间包内钢液的流动状态则会更差。     

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%。     

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.     

七流连铸中间包流场的数值模拟

采用FLUENT软件对中天钢铁集团公司七流连铸中间包内型流场进行数值模拟,研究速度矢量、湍动能和流体迹线分布规律,分析中间包内有无C型挡墙加入的流场特征.模拟结果表明,加入C型挡墙使中间包的湍动能主要集中在入口区域,利于延长包内各流的平均停留时间,减小死区体积分数,包内各流流动更加均匀,有利于钢液温度和成份的均匀.     

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.     

Validation of the numerical simulation of fluid flow in the continuous casting tundish

The 3-dimensional fluid flow in a water model of the continuous casting tundish is simulated with the k-ε two-equation turbulence model. The methods to decide the size of wall-adjacent grids and the effects of residuals and mesh size on the simulation accuracy are discussed. The current investigation concludes that the following condition should be satisfied to get accurate enough simulation results: (1) If the dimension of the domain is in the order of cubic meters, the average size of cells in the mesh system should be at least smaller than 30 mm; (2) The normalized non-scaled residual should be reached at least smaller than 10^-4.     

小方坯连铸中间包内型优化试验

通过水力学模型试验 ,研究了中间包内的温度和浓度变化。研究表明 :现场中间包内型结构欠合理 ;设置横挡墙和“V”字型挡墙均可改善中间包内的流场 ;开口度为130mm×100mm横型挡墙和开口度为150mm×80mm“V”字型挡墙效果最好 ,它们均可保证在正常浇注条件下 ,使1 ,2流平均温差1℃左右。     

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...     

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…     

六流小方坯连铸中间包内型优化设计水模研究

通过水力学模型试验,研究了中间包内的流场和流动分布。研究表明：现场中间包内型结构欠合理。试验通过在中间包模型内加设V型档墙,并调整挡墙上开孔的数量、大小、倾角和位置来控制流体流动的方式,从而使流场得以改善,满足生产实际要求,保证了连铸机的正常操作和铸坯质量。     

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.     

连铸中间包耐火材料的冲蚀特性与控流装置的优化设置

中间包内耐火材料的损毁是化学反应、热应力与钢液流动的协同作用所致,中间包内控流装置发生侵蚀的主要原因是钢液对耐火材料的冲蚀。对设置有湍流控制器、挡渣堰、挡渣坝的中间包耐火材料的冲蚀特性进行数值模拟计算与分析,结果表明,中间包内冲蚀最严重的部位是在湍流控制器及冲击区包壁上部1/3处,其次是挡渣堰迎向钢液流动一侧壁面;随着挡渣堰与钢液入口距离的增加,钢液对挡渣堰、挡渣坝的冲蚀强度下降;根据停留时间分布（RTD）曲线设置中间包控流装置时,应考虑钢液对耐火材料的冲蚀特性。