Research on the trajectory of non-metal inclusions with the flow in the mold during the solidification of continuous casting slabs

By means of the numerical simulation method,the mathematical model of inclusions movement in the mold is established under the condition of austenitic and fen-itic stainless steel slab production. According to the simulation results, the main zones for inclusion particles accumulation were found and many factors that affected floating-up probability of inclusion particles were identified. These factors include the inclusion particle size, the casting speed and the slab width, etc. It is believed that the inclusion particle size is the key one among these factors.

板坯连铸结晶器钢液流场的数学模拟

用Fluent流体力学的三维计算软件 ,运用湍流脉动动能κ方程和湍流脉动动能散耗率ε方程的κ ε双方程模型在给定的数值计算条件下 ,对板坯连铸结晶器内钢液的流场进行了模拟研究 ,结晶器钢液流场的基本特征为 :在结晶器出口方向存在一个速度较快的水平流 ,其冲击到结晶器壁时形成回流 ,把结晶器内钢液分割成上下两个回流区。通过数值计算得出 ,12 5 0mm× 2 0 0mm板坯结晶器水口合适插入深度为 175mm ,出口倾角 16°～ 18°和合适拉坯速度为 1 0～ 1 2m min。

板坯连铸机结晶器内流动及传热过程的数学模型

应用三维流场和温度场计算软件 ,对首钢第二炼钢厂的板坯连铸机结晶器内钢液的流场和温度场进行了模拟研究 ,通过研究得到了在现有操作条件下结晶器内钢液的流动特征及温度分布情况 ,同时确定出它们对铸坯的影响 。

板坯连铸结晶器内钢液流动数值模拟

利用商业软件PHOENICS ,建立一个三维有限差分模型 ,对板坯连铸结晶器内钢液流动进行了数值模拟 ,重点研究了浸入式水口结构尺寸和工艺参数对连铸结晶器内液面紊动能和窄面冲击压力分布的影响 ,同时还将计算结果与水模实验结果进行了比较 。

内外复合冷却高效结晶器内钢水三维流场数值模拟

提出一种基于结晶器内钢水内外复合冷却高效连铸新技术 ,即在“结晶器内设置内冷却器———U型管”。采用流体力学分析软件FLUENT ,分析了内置U型冷却器时结晶器内钢水的流动状态 ,并与无内置U型管冷却器时结晶器内钢水流动状态作比较 ,发现内置U型冷却器使结晶器内钢水的流动状况均匀 ,钢水的冲击深度减轻 ,有利于钢中夹杂物上浮。

不同宽度板坯结晶器内流场的水模型和数值模拟研究

采用1:0.8比例水模型和基于Fluent软件的数值模拟,实验研究了190 mm×(1500～1900)mm宽板坯连铸结晶器的流场。结果表明,在钢水流量不变的情况下,随着结晶器断面宽度的增加,流股的冲击深度增加,流股涡心高度降低,结晶器表面流速、液面波动、流股对结晶器窄面的壁面剪切力均减小,卷渣和液面裸露几率逐渐降低。在钢水流量不变的情况下,随着结晶器断面宽度的增加,若采用同一水口,可以适当减小水口插入深度。

超宽板坯结晶器内流场和温度场的耦合数值模拟

以南钢3250超宽板坯结晶器为研究对象,基于商业软件FLUENT,建立了超宽板坯结晶器三维有限体积模型,对结晶器内钢液流动状况和传热行为进行了耦合数值模拟,研究了超宽板坯结晶器流场和温度场特征,考察了水口结构参数和结晶器宽度尺寸、水口倾角、水口插入深度、拉速、过热度及冷却强度对超宽板坯结晶器流场和温度场的影响,多组对比模拟计算结果表明,当浸入式水口出口倾角为15o,插入深度为120~150mm,拉速为1.2~1.4m/min时,结晶器自由液面速度和湍动能分布以及注流冲击点深度均较为适宜,流场较为合理;同时结晶器内钢液的温度分布相对均匀,有利于坯壳的均匀形成.数值模拟结果可为优化南钢超宽板坯结晶器浸入式水口结构以及确定合理工艺参数提供理论依据.

板坯连铸结晶器内钢液的三维流场数值模拟

采用数值模拟的方法,建立了描述某厂结晶器内钢液流动的数学模型;用有限体积法求解,研究了结晶器内的钢液流动行为,详细分析了结晶器浸入式水口(SEN)插入深度、侧孔倾角和拉速对结晶器内钢液流场的影响。得出了适合该厂连铸工艺条件的浸入式水口形式和拉坯速度,即水口合理的出口倾角应为向下15°左右;在水口结构一定条件下,水口插入深度140～170mm比较适宜;合理的拉速应控制在1.4～2.0m/min。

板坯结晶器内电磁制动过程流场的数值模拟

应用描述结晶器电磁制动过程的三维流动数学模型，并利用所开发的计算程序ＭＯＬＤ－ＥＭＢＲ ３Ｄ１．０进行了数值模拟．结果表明：电磁制动能明显减缓钢水主流股的流速，缓解对铸坯窄面的冲击，有效地抑制表面波动，减小钢水的冲击深度；磁场和流场的相互作用程度直接影响电磁制动效果，磁场位置的升高或降低会出现双涡现象．

板坯连铸内外复合冷却流场和温度场耦合数值模拟

针对1240 mm×200 mm板坯连铸提出了一种钢水内外复合冷却技术,即在结晶器内设置内冷却器-U形管,起到提高传热效率改善铸坯内部组织之目的。运用流体力学分析软件,就内外复合冷却结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下的凝固状况进行数值模拟,发现内冷却器可以使钢水的流动状态均匀和加快连铸坯的凝固速度。

高速板坯连铸结晶器内流场、温度场的数值模拟

本文利用商业软件ＰＨＯＥＮＩＣＳ，建立了一个三维有限差分模型，用来描述在高速板坯连铸结晶器内的钢液流动和热量传输过程。通过计算机模拟，分析了拉速、水口出口角度、插入深度、水口出口面积比等参数对结晶器内的流场和温度场的影响。

板坯结晶器内流场的物理模拟及分析

以涟钢板坯结晶器为原型,进行水力学模型试验,通过调节拉速、水口浸入深度,研究了结晶器的流场形态、液面波动情况和流场冲击深度。试验选出适合涟钢板坯连铸机每个断面的最佳工艺参数,为进一步提高产品质量、优化结晶器流场以及降低成本提供了依据。

板坯连铸充型过程流场温度场耦合数值模拟

利用CFD商用软件F low-3d,对内外复合冷却结晶器内钢水充型过程流场温度场耦合作用下的流动和凝固状况进行数值模拟,得到了流场温度场的分布图和充填过程中自由表面的位置和形状图。分析了板坯连铸充型过程中流场温度场对钢水凝固的影响。结果表明内冷却器可改善钢水的流动,有利于钢液中的夹杂物上浮,加快结晶器内钢液的凝固。

宽规格板坯连铸结晶器浸入式水口的数值模拟

利用Fluent计算软件建立三维数学模型对马钢板坯连铸结晶器内钢液的流场和温度场进行数值模拟研究,并进行正交试验,分析了水口浸入深度(150～190 mm)、水口侧孔倾角(-10°～-16°)、水口侧孔与中孔的截面积比值(2,2～3.2)对拉速0.9 m/s,230 mm×1800 mm结晶器内钢液流动的影响。研究结果表明,水口浸入深度和倾角对结晶器液面波动F数和凝固坯壳厚度的影响较为显著。对于浇铸断面230 mm×1800 mm的结晶器浸入式水口的最佳工艺参数为:浸入深度170 mm、水口侧孔倾角13°、侧孔出口与中孔面积比2.7。

板坯结晶器流场的水模型实验和数值模拟

按1：2比例，通过多普勒激光测速仪（LDV）测试了水口插入深度130-170mm、水口侧孔倾角-30°-10°时640mm×90mm水模型结晶器的流场，并用FLUENT软件进行了数值模拟。结果表明，浸入式水口插入深度和水口侧孔倾角增大，有利于稳定钢液自由液面的波动，但增加了下流股的冲击深度，大量热钢液下流，不利于夹杂物上浮。

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。

厚板坯连铸结晶器流场数值模拟

针对鞍钢新轧钢第一炼钢厂厚板坯连铸结晶器建立了三维湍流数学模型和三维实体模型。应用有限元软件对厚板坯连铸结晶器内的流场进行了模拟,计算了铸机拉速、浸入式水口出口倾角和水口浸入深度等工艺参数对结晶器内钢液流动的影响。对比表明,数值模拟结果与水模实验结果相符。

薄板坯连铸结晶器流场模拟和验证

针对薄板坯连铸结晶器内钢液的流动特征,利用有限差分方法对薄板坯结晶器内钢液的流动进行了模拟,建立了结晶器内三维流动的数学模型,模拟了复杂水口结构对结晶器中钢液流动的影响。通过水力学模拟对流场模拟进行了验证。结果表明:流场模拟能够准确反映具有复杂水口结构特点的结晶器中的流动现象。

宽板坯连铸结晶器内钢水流动的数值模拟

以150mm×1600～3250mm宽板坯连铸结晶器为研究对象，利用大型商业软件ANSYS CFX10．0建立了1个三维有限体积模型，对结晶器内钢液的流动进行数值模拟。研究了拉速、浸入深度、水口倾角、断面宽度等工艺参数对结晶器内流场和窄面冲击压力的影响。结果表明：随着拉速的增大，表面流速和钢液对窄面的冲击压力都显著增加，采用较大的水口倾角和浸入深度，可以抑制液面波动，减少卷渣。

新型电磁制动下漏斗形结晶器流场的数值模拟

针对薄板坯漏斗形结晶器宽侧壁形状的不规则性,设计了新型全幅一段电磁制动装置.通过改变其在竖直方向的位置高度和磁通势（电流和匝数乘积）的大小,采用数值模拟的方法分析了电磁制动作用下钢液流场分布.结果显示,两种参数的改变对磁场分布趋势的影响不大,结晶器内的磁场分布不均匀,最大磁感应强度的区域位于磁场中心位置略向下靠近结晶器窄壁处.通过与未施加电磁力的结果比较,电磁制动的位置高度在250-300 mm,磁通势为8 000 A或以上时,结晶器内的钢液流股被抑制,流场情况得到显著改善.