【摘要】：潔凈鋼是冶金研究中較熱門的內(nèi)容。為生產(chǎn)出高潔凈度的鋼,必須在鋼液凝固前保證鋼液的質(zhì)量。中間包是連鑄生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備,其傳統(tǒng)功能是減壓、分流和保證澆注的連續(xù)進(jìn)行。作為鋼液凝固前所流經(jīng)的最后容器,中間包內(nèi)鋼液質(zhì)量對(duì)鑄坯質(zhì)量影響很大。為了提高鋼液的純凈度,中間包冶金技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。其中,最常見(jiàn)的技術(shù)就是在中間包內(nèi)安裝控流裝置。本文以某鋼廠生產(chǎn)中的中間包為原型,運(yùn)用數(shù)值模擬軟件對(duì)不同控流裝置的冶金效果進(jìn)行模擬研究,為充分發(fā)揮中間包的冶金功能提供思路。以實(shí)際生產(chǎn)中間包尺寸建立數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用模擬軟件Fluent對(duì)不同控流裝置的平均停留時(shí)間曲線和溫度分布進(jìn)行了模擬。根據(jù)測(cè)得的平均停留時(shí)間曲線,分析了各控流裝置的響應(yīng)時(shí)間、峰值時(shí)間、平均停留時(shí)間、活塞區(qū)與死區(qū)的體積分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明:原型中間包響應(yīng)時(shí)間為69.3s,峰值時(shí)間為442s,活塞區(qū)體積為35.91%,死區(qū)體積為18.86%。原型中間包流場(chǎng)不合理,存在響應(yīng)時(shí)間短,活塞區(qū)體積分?jǐn)?shù)小,死區(qū)體積分?jǐn)?shù)大的缺點(diǎn)。對(duì)多孔擋墻進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)后,并進(jìn)行極差分析,得到影響響應(yīng)時(shí)間的主次因素分別為導(dǎo)流孔的仰角、導(dǎo)流孔的孔徑、上下孔的距離和擋墻到長(zhǎng)水口中心的距離;影響峰值時(shí)間和死區(qū)體積分?jǐn)?shù)的主次因素分別為導(dǎo)流孔的仰角、導(dǎo)流孔的孔徑、擋墻到長(zhǎng)水口中心的距離和上下孔的距離。最佳控流裝置方案是:擋墻中心距離長(zhǎng)水口中心為1550mm,導(dǎo)流孔孔徑為100mm,導(dǎo)流孔上仰角為35°,上下孔距離為240mm。最佳控流裝置的響應(yīng)時(shí)間達(dá)到92.9s,峰值時(shí)間達(dá)到497s,活塞區(qū)增大到41.43%,死區(qū)體積分?jǐn)?shù)減小到14.33%,活塞區(qū)與死區(qū)體積分?jǐn)?shù)之比增大到2.8917,有利于夾雜物的去除。優(yōu)化后的多孔擋墻適用于不同拉速的工況。抑制器內(nèi)腔高度的加深,可提高冶金效果,但考慮底部材料壽命,保證內(nèi)腔深度為100mm時(shí)較合適。同體積下的圓形抑制器可將活塞區(qū)與死區(qū)體積比提高到2.9863,建議采用。溫度場(chǎng)分析表明,原型控流裝置存在低溫區(qū);正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化后可使溫度分布合理;抑制器深度改變對(duì)溫度分布影響不大,圓形抑制器溫度分布合理。綜合考慮流場(chǎng)特性和溫度場(chǎng)分布,最佳控流裝置方案為優(yōu)化后的多孔擋墻配合圓形抑制器。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃奧;陶曉林;顧華志;張美杰;汪厚植;胡鐵山;;氣幕擋墻中間包數(shù)理模擬及實(shí)踐[J];煉鋼;2009年03期

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1 劉耀林;基于ANSYS的中間包流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的模擬研究[D];武漢科技大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：2691239