【摘要】：本文以鞍鋼ASP中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線中連鑄結(jié)晶器為對(duì)象分別采用雷諾時(shí)均模擬方法和大渦模擬方法建立數(shù)學(xué)模型,針對(duì)不同浸入式水口結(jié)構(gòu)、水口浸入深度、拉速、吹氬等工藝參數(shù)條件,對(duì)結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析研究,得到以下結(jié)論:使用三孔水口比使用兩孔水口獲得的流場(chǎng)更穩(wěn)定,分布更均勻。結(jié)晶器內(nèi)自由液面上三孔水口鋼液的速度比兩孔水口的鋼液速度要小。三孔水口的液面波動(dòng)比兩孔水口的液面波動(dòng)小,能夠降低保護(hù)渣被卷入的可能。隨著水口浸入深度的增加,上返流區(qū)域變大,自由液面的速度減小、液面波動(dòng)變小,能在一定程度上防止保護(hù)渣的卷入;但過(guò)深的深度會(huì)使下行流的渦心下移,增加夾雜物被卷入板坯深處的機(jī)會(huì);高溫區(qū)下移容易使初生坯殼變薄,增加漏鋼的幾率。隨著拉速的增加,流場(chǎng)的不對(duì)稱性越發(fā)明顯,鋼液對(duì)結(jié)晶器窄面的沖擊加劇,容易使坯殼重熔,增加漏鋼的危險(xiǎn);鋼液速度加大不利于夾雜物的上浮;自由液面速度增大更容易出現(xiàn)卷渣;彎月面的高溫區(qū)面積增大,有利于保護(hù)渣的熔化。結(jié)晶器內(nèi)吹入氬氣后,流股對(duì)結(jié)晶器窄面的沖擊點(diǎn)上移,自由液面溫度升高,溫度分布更均勻,自由液面速度降低,液面波動(dòng)減小。通過(guò)對(duì)比雷諾時(shí)均模擬和大渦模擬的結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩者的結(jié)果在整體能夠得到相似的結(jié)論,但在更多的細(xì)節(jié)上有許多不甚相同的地方:雷諾時(shí)均模擬得到的結(jié)果是流場(chǎng)較均勻,水口兩側(cè)的流場(chǎng)基本對(duì)稱;大渦模擬得到的結(jié)果是流場(chǎng)呈現(xiàn)非對(duì)稱性,可以捕捉更多渦旋。大渦模擬得到結(jié)果比雷諾時(shí)均模擬得到的結(jié)果更加準(zhǔn)確,能反映出許多細(xì)節(jié)問(wèn)題,能更真實(shí)的反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)流場(chǎng)的情況。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TF777
【圖文】：

圖 1.1 結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)基本特征Fig 1.1 Basic characteristics of molten steel flow in mold晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)的基本特征，Thomas 曾進(jìn)行研究，如包流出后通過(guò)浸入式水口（Submerged Entry Nozzle 簡(jiǎn)稱液從 SEN 的側(cè)孔沖出后，沖擊結(jié)晶器窄面后沿窄面方股。上返流在自由表面附近返回水口方向形成一個(gè)較小慣性作用向下達(dá)到一定的深度后沿中心區(qū)域流向水口，區(qū)方向相反、范圍更大的下回流區(qū)。下回流區(qū)的流動(dòng)強(qiáng)離而減弱。這一流股向下運(yùn)動(dòng)，會(huì)影響柱狀晶生長(zhǎng)，從要作用。在這一流動(dòng)過(guò)程中，流股與結(jié)晶器窄面相撞擊面坯殼的均勻性及上下回流的速度產(chǎn)生重要影響。上回晶器流場(chǎng)的平穩(wěn)狀態(tài)和水口兩側(cè)回流相互作用產(chǎn)生旋渦器內(nèi)鋼液流動(dòng)的影響因素

=0 >( ) ( )1 > ≥ ≥ ， 為鋼液速度， 為速度分量， 為密度，P 為壓強(qiáng)，g 為重力加洛倫茲力，k 為湍動(dòng)能， 為耗散率， 為層流動(dòng)力學(xué)粘度， ，h 為鋼液凝固時(shí)的固液相混含焓，L 為鋼的凝固潛熱， 為鋼， 為鋼的液相線溫度， 為鋼的固相線溫度，S 分別代表 ， k，， 為拉速。根據(jù) Launder 和 Spalding 的推薦，C1=1.44，C =1.0， =1.3。劃分和邊界條件劃分針對(duì) ASP 連鑄結(jié)晶器及兩種浸入式水口進(jìn)行模擬研究，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)格如圖 2.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2722859