连铸中间包湍流控制器水模实验研究

通过水模实验 ,研究了湍流控制器对连铸中间包流体流动的影响。合理结构的湍流控制器能够改善中间包流体流动特性 ,最小停留时间增加 ,活塞流体积提高 ,死区体积下降。实验观察发现 ,中间包采用湍流控制器后 ,在两块上渣堰之间的液面流动平稳 。

连铸中间包内湍流控制器控流过程的数值模拟

采用ANSYS-CFX软件,针对宝钢4#连铸机中间包结构和操作工艺参数,进行了流动与传热耦合过程的三维数值模拟,并用水力学模拟进行验证。分析比较了无任何控流装置和有控流装置下的钢水流动以及RTD曲线,结果表明:设置湍流控制器可以使中间包内钢水流动死区减少,活塞区增大,更有利于夹杂物的去除。

湍流控制器结构对中间包流场影响的数值模拟

根据某钢厂连铸中间包结构和操作工艺参数,建立中间包钢液流动的数学模型,用FLUENT软件进行模拟计算。数值模拟结果得出了不同结构的湍流控制器对中间包流场的影响,指出湍流控制器对中间包冲击区的流场影响较大,几种湍流控制器对中间包流场都有一定的改善作用。其中八边形有顶缘的湍流控制器更有利于降低湍动能,八边形侧壁设置斜向上的导流孔更有利于夹杂物碰撞。

利用自旋式湍流控制器提高中间包夹杂物去除率的研究

提出了一种自旋式湍流控制器,将钢液自身的重力势能转化为水平方向的动能,使其在湍流控制器内做旋转流动,以提高夹杂物的分离去除。采用CFD软件Fluent对中间包内的流场进行了数值模拟,分析了中间包内的流场特征。结果表明,自旋式湍流控制器内钢液的旋转运动明显,强烈的圆周运动有利于夹杂物的向心聚集、碰撞团聚、长大以及上浮去除。

湍流控制器形状对中间包内流体流动的影响

通过水模实验,以平均停留时间、活塞区体积特征时间为衡量标准,研究不同形状的湍流控制器在不同挡墙与导流孔的组合下对中间包内流体流动的影响,得出无挡墙、直挡墙、U挡墙和弧挡墙下湍流控制器与挡墙导流孔的优化组合,优化中间包内流体流动。

湍流控制器在沙钢板坯连铸机中间包的应用

通过水模试验,查清沙钢板坯连铸机中间包加湍流控制器对中间包流场的影响,并基于此在中间包内应用湍流控制器,实际生产中铸坯质量有显著提高。

T型中间包湍流控制器对夹杂物去除的影响

通过水力学模拟试验和数值模拟试验,研究湍流控制器对夹杂物上浮去除的影响,并比较了有无湍流控制器时中间包内夹杂物颗粒的运动轨迹。湍流控制器使从大包注入的钢液返流到达自由表面,从而消除中间包底部流,发展表面流,有利于夹杂物的去除。其中湍流控制器+挡坝的结构对促进夹杂物去除效果最好。

湍流控制器在沙钢板坯连铸机中间包的应用

通过水模试验,探讨了沙钢板坯连铸机中间包加湍流控制器对中间包流场的影响,生产试验表明采用此方法可显著提高铸坯的内在质量。

湍流控制器中包流场的研究

随着连铸技术的发展,中间包冶金在钢水精炼中的作用日益引起各钢铁企业的重视。文章针对阳春新钢铁中间包设置湍流控制器的流场进行研究,通过采用不同钢种连浇试验,根据不同钢种衔接钢坯的成分变化,分析中间包钢水移动的轨迹。结果发现,湍流控制器的中包流场复杂,各区域钢水交换速度不一致,且死角区域钢水交换时间长,从而提出异钢种连浇时衔接钢坯划分优化方案。

湍流控制器结构对中包流场影响的数模研究

根据某厂连铸中间包结构和操作工艺参数,选择LAM和Bremhorst修正的低雷诺数κ-ε湍流模型,建立了描述钢液流动的数学模型,用PHOENICS软件进行了模拟计算,讨论了湍流控制器结构对中间包流场的影响,指出湍流控制器的结构对中间包内流场的影响较大,其中环形带顶缘的湍流控制器最有利于中间包内钢液流动特性的改善,环形部分的曲率半径影响钢液的流动情况。

湍流控制器对异型中间包夹杂物去除的影响

控制中间包内钢液的合理流动对夹杂物的去除十分重要,因此采用数值模拟手段研究了四流连铸中间包内钢液流动情况,考察了圆型湍流控制器高度,半径及顶缘厚度对中间包钢液流动和夹杂物去除的影响。结果表明:当在四流中间包内设置高度300mm,半径170mm,顶缘厚度20mm的圆型湍流控制器时,粒径小于80μm夹杂物的上浮去除率提高近20%。

中间包湍流控制器结构优化的水力学模拟

通过水力学模拟实验,研究了湍流控制器结构对中间包内流体流动特性的影响。结果表明:湍流控制器的结构对中间包流体流动特性有较大的影响。湍流控制器内腔形状为槽形,顶缘长度为30mm且其底部形状为平底时,流体在中间包内的开始响应和平均停留时间最长,死区体积分数最小,活塞流与死区体积的比值最大,而且最有利于中间包内的夹杂物上浮去除。同时,相对于湍流控制器的内腔形状和底部形状,其顶缘长度对中间包内的流场影响最大。

板坯连铸中间罐湍流控制器试验与应用

结合鞍钢第二炼钢厂板坯中间罐控流装置,通过实验室对比试验研究,开发了一种新型控流装置——湍流控制器。一年来的应用实践表明,它不仅具有防止开浇喷溅而引起钢液吸氧吸氮作用,更重要的是在浇注过程中有明显地去除夹杂物的作用。因此显著地提高铸坯质量,降低夹杂废品。

湍流控制器内腔形状对四流长间距中间包流场影响的研究

针对某钢厂特定的四流长间距中间包,在设计湍流控制器内腔形状时需要权衡束流效果以及远流钢液更新即中间包流场的影响。以水模试验为主,数模试验为辅,探究了不同内腔形状的湍流控制器对长间距中间包内流场的影响。研究结果表明:在平衡束流效果以及远流钢液更新方面,四边形比圆环形和八边形的湍流控制器更适合某钢厂特定的四流长间距中间包;且发现湍流控制器束流强弱的规律为:圆环形>八边形>四边形;提出了湍流控制器除了原本的束流功能外还具有钢流改向的作用。

湍流控制器对中间包去除夹杂物效果的数值模拟研究

本文利用通过数值模拟分析湍流控制器对中间包流场的影响,进而评价对中间包去除夹杂物效果的影响。实验结果表明:湍流控制器对中间包流场有着显著的影响;现有湍流控制器存在改进空间,但实际效果仍需现场试验论证。

不同结构湍流抑制器对中间包钢液流动的影响

通过建立1∶3的水力学模型,研究了不同结构湍流抑制器对中间包流体流动特性的影响。实验得出:湍流控制器的类型对注流区的液面波动有明显影响。8边形有孔无檐湍流抑制器造成了注流区2个直径120 mm渣眼,方形有檐湍流抑制器方案注流区无渣眼。几种湍流控制器对中间包流场有一定的改善作用,明显增加了中间包的最小停留时间,最大增加幅度为97%。平均停留时间和最小停留时间相差较小,增加幅度分别在4.2%～7.4%和21.3%～29.9%。

八流连铸中间包控流装置优化的水力学模拟

通过几何相似比1:3.5的水模型实验对40 t八流中间包不同控流装置下的流场进行了模拟研究。结果表明,原中间包平均滞止时间短,一侧4个水口的停留时间相差较大;优化的双导流孔挡墙可使中间包死区体积分数比原型减少19.15%,优化的C12W1矩形挡墙可使中间包死区体积分数比原型减少31.49%;中间包一侧4个水口的滞止时间差值减少;设置湍流抑制器虽然增加钢液的滞止时间和峰值时间,但不能有效地降低死区体积分数。

二流T型23t中间包控流装置的数值模拟和结构优化

通过计算流体力学软件FLUENT建立的数学模型对钢厂200 mm×1 600 mm铸坯二流T型23 t中间包现挡墙和坝、湍流控制器和坝、湍流控制器和现挡墙以及新挡墙4种结构方案进行三维数值模拟,研究原中间包及安装不同控流装置后的钢水流动特性。结果表明,在所有的设计方案中安装有湍流控制器和坝的中间包能够达到最佳优化效果;中间包的死区体积分率由30.18%降到16.51%,活塞流区与死区的体积分率比R_(Vp/Vd)由55.80%增大到129.44%;中间包内流动稳定,有利于夹杂物的上浮。

非对称两流中间包内流体流动的对称化

采用数值模拟和水模型实验相结合的方法研究了不同控流方案下非对称两流中间包内流体流动行为,并将优化方案进行了工业实验.实验结果表明:采用经典组合方法计算各流的死区时,出现负死区现象,因此采用平均停留时间作为评价参数;原方案中靠近长水口侧出口的平均停留时间为194 s,水口两流之间的平均停留时间之差为97 s,两流之间钢液温度差为5℃.利用非对称长方形湍流控制器可以实现钢液在湍流控制器出口处流量的非对称分布.采用非对称长方形湍流控制器和多孔挡墙后,近长水口侧出口的平均停留时间为211 s,水口两流之间的平均停留时间之差为34 s,两流之间钢液温度差为3℃.

重钢5流方坯连铸中间包控流装置的数理研究

对重钢24t中间包控流装置进行水力学模型试验和数值模拟,通过测定停留时间分布(RTD)曲线和夹杂物的排除量,研究了不同尺寸湍流控制器对中间包流体流动特性的影响。研究结果表明,使用合适的湍流控制器和现有挡墙设置组合,可以延长水口响应时间及平均停留时间,提高活塞流区体积分数30%及降低死区体积分数50%,中间包内流体流动特性得到改善。