H-型连铸坯坯壳与结晶器壁气隙形成机理研究

根据 H-型坯在结晶器内的变形情况 ,研究了异型坯坯壳与结晶器壁气隙形成的机理 ,并定量地计算了各部位气隙的大小 ,为合理地设计结晶器提供了理论依据。

H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的数值模拟

以950kg／mH型连铸坯结晶器为研究对象，采川FLUENT软件建立三维几何模型．模拟研究了水口浸入深度125mm和175mm时拉速（0．6～1．2m／s）对结晶器内钢液传递特性的影响。结果表明，不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似，但随着拉速的增大，结晶器内钢液流股冲击深度增大和结晶器自由表面流速增大，保护渣熔化状况有改善趋势，同时结晶器液面波动和钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势。而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低，其中大颗粒夹杂物去除率降低显著，当拉速由10．6m／min增至1．2m／min时，100μm夹杂物的去除率由16％降至10％。该模拟条件下，20～100μm央杂物去除率住4％～16％；

H型坯连铸中间包内钢液混合特性的仿真研究

以H型坯连铸中间包为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了H型坯连铸中间包内钢液的混合特性,利用正交实验单指标直观分析和方差分析法分析了中间包导流孔参数对中间包钢液平均停留时间、中间包内死区及活塞区体积分数的影响,并采用多指标综合分析法分析确定了中间包综合性能最优的导流孔参数选取方案.

拉速对H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的影响

以H型坯连铸结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了拉速对结晶器内钢液传递特性的影响.结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但流场的主要特征参数有所不同.随着拉速的增大,结晶器内钢液射流冲击深度增大,结晶器自由液面流速增大,结晶器液面波动有增大趋势,钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势.而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,该模拟条件下,20~100μm夹杂物去除率在4~17%之间.

H型钢连铸质量缺陷和浸入式水口结构优化的数值模拟

研究的H型钢Q235(/%:0.06c、0.30si、1.60Mn、0.010P、0.003S、0.025Mo、0.40Ni、0.017Ti、0.15Cu)由80 t LD-LF-喂硅钙线-28 t中间包-430 mm×300 mm×85 mm H型连铸一热轧工艺生产。由于H型铸坯易产生纵裂纹缺陷,根据H型连铸坯采用直通型浸入式双水口浇铸的实际工艺参数建立数学模型,采用流体有限元软件CFD进行结晶器流场和温度场分布汁算,得出直通型双水口浇铸时,熔池冲击深度大,不利夹杂上浮;液面得不到足够热量补充,导致坯壳过早凝固,不利于化渣。数值模拟结果表明,改用三侧孔水口进行浇铸,避免了直通型水口的不利因素,流场和温度场分布合理,可降低漏钢事故和裂纹发生的机率。

高拉速下H型坯连铸中间包传输特性研究

以三流H型坯连铸中间包为研究对象,采用计算流体动力学软件FLUENT建立三维几何模型,模拟研究了高拉速下H型坯连铸中间包内传输特性,研究结果表明,导流孔直径(D)为100 mm,导流孔高度(H)为550 mm,导流孔夹角(θ)为50°时,中间包综合性能最优.

H型坯连铸中间包传热及夹杂物去除的仿真研究

以H型坯连铸中间包为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了不同控流装置参数下中间包内温度场分布及夹杂物上浮去除状况,研究结果表明,导流孔直径D=100mm,导流孔高度H=550mm,导流孔夹角θ=50°时,中间包各出口温差较小,各出口钢液均匀性较好、中间包温降较小、夹杂物去除率较高,中间包综合性能最优。

水口浸入深度对H型坯连铸结晶器内钢液流动特性的影响

以H型坯连铸结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了水口浸入深度对结晶器内钢液流动特性的影响,结果表明,随着水口浸入深度的增加钢液流股冲击深度明显增大,涡心深度有变深趋势,结晶器自由液面波动减小,钢水对结晶器内凝固坯壳的冲刷有增大趋势,各粒径夹杂物去除率显著降低。该模拟条件下20μm^100μm夹杂物上浮去除率约在4%~10%之间。

连铸结晶器中坯壳生长有限元分析

为了预测结晶器出口铸坯坯壳的厚度与均匀性,考虑气隙对连铸坯的边界换热条件的影响,建立了铸坯传热凝固有限元计算分析的数学模型。采用热通量系数法反映实际的坯壳角部凝固特征现象。在方坯结果验证基础上,通过对新型H型连铸坯凝固过程进行模拟,计算得出了结晶器出口处坯壳的厚度。计算结果表明:H型铸坯坯壳的厚度随着拉速的增加而变小;铸坯在腹板和翼板交接处最薄,应适当增加水量,以保证坯壳在结晶器出口处具有足够的厚度。