连铸中间包钢液加热方式的模拟

研究采用模型实验法，以重庆特殊钢厂弧型连铸机、成都无缝钢管厂水平连铸机为原型，探索了中间包感应加热的温度场和升温效果，实验中使用了微机采集数据，并对数据进行系统的处理，在此基础上与电渣加热模型实验比较．结果表明：两种加热方法都可以提高中间包内的钢液温度，只是温度分布有所不同．模拟感应加热的热效率可达８０％．对结果进行了无量纲化处理，推算出热态中间包的温度分布．

连铸中间罐盖热疲劳失效有限元分析

热效应引起的高温表面断裂是一个重要工程问题。由于热循环造成的热龟裂、表层剥落及热脆断是高温钢液存储罐盖、热轧辊、压铸模等工件的主要失效形式,热疲劳损伤裂纹主要是热应力与冲击热应力共同作用的结果。根据有限元技术和传热学理论,以高温钢液中间存储罐在热疲劳条件下其罐盖失效的物理解剖描述为基础,对实际罐盖的温度场、应力场进行ANSYS有限元计算,进而得出罐盖的瞬态温度场和热应力场的计算结果,并确定罐盖危险点。同时对罐盖热疲劳损伤及断裂产生的原因进行进一步的分析。分析结果再现罐盖部件所受的温度、应力、应变及失效的全过程,证明有限元分析模型和求解条件的正确性,从而提出一种实际部件热疲劳失效的有限元法,认为罐盖热疲劳抗力的改善主要取决于罐盖结构与使用的材料。该问题的深入研究,为后续罐盖材料与结构优化提供理论基础,对在高温和热冲击条件下工作设备热疲劳损伤问题、寿命预测及其控制具有重要参考价值。

连铸T型中间包温度场数值模拟的研究

根据马钢某厂T型中间包的实际设备及工艺参数,应用ANSYS-CFX进行了温度场的数值模拟,并对模拟结果进行了现场试验验证。研究表明,基于k-ε模型及壁函数的数学模型具有一定的拟真度,计算结果与现场试验结果比较吻合,对实际生产具有参考价值。

隧道式感应加热中间包钢液流动状态的数学模拟

用数学模拟方法，在不同包型条件下，对隧道式感应加热中间包流体流动状态进行了研究，探讨了有利于去除夹杂物，减少热损和温度调控的包型结构．

三流异型连铸中间包结构优化的数值模拟

根据西宁特殊钢股份有限公司三流异型连铸中间包的结构和操作参数,提出中间包结构的优化方案,应用ANSYS CFX数值模拟软件计算不同控流装置下中间包内的流场和温度场分布,并建立物理模型对数值模拟的结果进行验证,确定最佳的优化方案。结果表明,原型中间包内流场和温度场分布不均匀,3个水口最大温差达3.11K,导致各水口处铸坯质量存在差异;使用U形挡墙后,中间包内钢液的流动特性得以改善,其成分和温度分布更为均匀,3个水口的最大温差仅为0.20K。

5流连铸中间包流场温场数学模拟

采用数学模拟方法,研究了5流连铸中间包采用不同导流隔墙的钢液流场温场.模拟结果表明,采用原导流隔墙的中间包,钢液从导流孔流出后,直接流到中间包水口,在第一流水口上方存在大的死区,钢液温度分布不均匀,高温区和低温区温度相差10.7℃,各水口的钢液温度相差4℃.采用改进的导流隔墙,钢液流出导流孔后,大部分钢液在中间包上部流动,钢液的流动路径增加,死区体积变小,钢液温度分布比较均匀,中间包各流水口之间的温度相同.

三流对称中间包数值模拟流场优化

为了进一步提高某钢厂的产品质量,将其中间包体积进行了扩充,改变了原来的流动结构,优化了三流中间包扩容后的挡墙侧孔,以减小中间包死区比例,增大中间包利用效率。针对当前所使用的中间包存在各流间水口一致性较差,且死区比例较大的问题。采用Ansys公司的Fluent软件,通过数值模拟方法优化了该中间包挡墙结构。挡墙侧孔改进后的中间包虽然其流间温度差比原来增加了0.9℃,但其死区比例从原来的21.48%降低为14.70%,有效减少了死区比例,并提高了中间包各流间的一致性,达到了较好的冶金效果。