偏心底吹熔池内三维流动的数值计算

本文给出一种分析液态金属熔池内熔液三维流动的方法,按照保角变换理论,建立了适合计算偏心喷吹时熔池流场的非规范型正交曲线坐标系,用速度分量及压力作为流场的求解变量,发展了在非规范正交曲线系下求解三维、不可压缩、定常时均湍流Navier-Stokes方程,连续性方程,k—ε双方程湍流模型方程的数值计算方法,预示出了熔池及其模型内的流动状态,计算的熔池模型流场的的速度值同实验结果很接近。

偏心底吹氩钢包三维流场的特性

模拟研究了偏心底吹氩钢包内钢液流场,并分析了该流场的主要特点。结果表明在偏心底吹氩钢包中,钢液形成一个三维流动体系,纵向形成了以沿气液均相区、钢液表面、包壁、包底为轨迹的大循环流场,横向形成了以喷嘴所在直径为轴的一个对称循环流场。在吹气量一定的情况下,底吹喷嘴位置对流场有较大影响。

偏心底吹氩钢锭流场及混合特性数值模拟

针对钢锭模内钢液流场及混匀特性,提出钢锭偏心底吹工艺,以某厂40 t钢锭为研究对象,采用Fluent软件研究了底吹流量、底吹位置对锭模内钢液流场及混合特性的影响规律。结果表明,偏心底吹氩钢锭内形成非对称循环流,气-液两相流在到达冒口区之前,两相区在径向不断扩大;其到达冒口区后,两相区变小。当底吹气量(氩气流量)小于40 L/min时,锭模内尚未形成明显的完整循环流;当气量增至60 L/min时,锭模内才形成完整循环流。整体上,混匀时间随气量增加呈减小趋势,但存在一个最佳混匀气量;随着底吹位置距锭底中心距离增加,混匀时间呈减小趋势。根据本研究,最佳的混匀底吹位置为距锭底中心1/2半径处。

钢包内喷嘴与透气砖吹氩去夹杂水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和偏心底吹钢包水模型实验,考察了喷嘴和透气砖吹气条件下时间、吹气量对夹杂物去除行为的影响规律．结果表明:较小气量和较大气量分别在8和16 min内可将绝大部分的模拟夹杂物去除, 28 min内可将模拟夹杂物几乎全部去除;喷嘴吹气时存在一个最佳去夹杂气量,而透气砖吹气时较小气量的去夹杂效果要好于较大气量,且在一定的气量范围内通过透气砖吹气的去夹杂效果要明显好于通过喷嘴吹气．