【摘要】：隨著用戶(hù)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的不斷提高,鋼質(zhì)潔凈化成為冶金工作者關(guān)心的課題。中間包是連鑄過(guò)程的重要環(huán)節(jié),中間包冶金效果直接影響鑄坯的潔凈度和質(zhì)量。長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和研究證明,中間包容量和結(jié)構(gòu)對(duì)鋼液潔凈度有重要影響,但是,由于對(duì)中間包內(nèi)鋼液流動(dòng)模式、流線行為等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)仍不清楚,導(dǎo)致目前普遍采用的混合模型無(wú)法評(píng)價(jià)短路流對(duì)鋼液流動(dòng)模式的影響。例如,用混合模型不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)停留時(shí)間分布曲線(Residence Time Distribution,RTD)呈雙峰形狀所反映的中間包內(nèi)鋼液流動(dòng)模式�；谏鲜鰡�(wèn)題,以八鋼30t單流板坯連鑄中間包為研究對(duì)象,采用物理和數(shù)學(xué)模擬方法,研究了中間包內(nèi)鋼液的停留時(shí)間分布,分析了呈雙峰形狀的RTD曲線反映的鋼液流動(dòng)模式。在此基礎(chǔ)上,依據(jù)現(xiàn)有的混合模型(Mixed-model),提出采用有效區(qū)和死區(qū)進(jìn)行鋼液流動(dòng)模式評(píng)價(jià),并采用這種方法計(jì)算了包含短路流的鋼液流動(dòng)模式的特征參數(shù),進(jìn)一步闡述了中間包內(nèi)鋼液流動(dòng)機(jī)理。在上述機(jī)理研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)方案(L25(54)),采用極差分析法獲得以實(shí)際平均停留時(shí)間和活塞區(qū)體積分?jǐn)?shù)為指標(biāo)的優(yōu)化方案。本文的主要結(jié)論如下:(1)研究發(fā)現(xiàn),中間包內(nèi)鋼液流動(dòng)的RTD曲線呈現(xiàn)雙峰形狀,主要原因是中間包內(nèi)鋼液存在一定程度的短路流,而現(xiàn)有的混合模型沒(méi)有考慮短路流的影響,為了更加切合實(shí)際地描述鋼液在中間包內(nèi)的流動(dòng)模式,應(yīng)將現(xiàn)有混合模型對(duì)活塞區(qū)、死區(qū)和全混區(qū)流動(dòng)模式的描述修改為對(duì)有效區(qū)和死區(qū)流動(dòng)模式的描述。(2)前人的研究表明,入口流量、長(zhǎng)水口深度、入口到出口的距離、導(dǎo)流壩高度、出口流動(dòng)控制裝置等參數(shù)不會(huì)影響RTD曲線的形狀。本文研究發(fā)現(xiàn),中間包底面寬長(zhǎng)比是控制中間包內(nèi)鋼液短路流的最主要因素。隨著寬長(zhǎng)比的增加,寬邊墻的切應(yīng)力逐漸增加,對(duì)從中間包入口直接流向出口的鋼液的阻礙作用增大,中間包內(nèi)鋼液短路流逐漸消失,RTD曲線逐漸由雙峰變單峰。當(dāng)中間包底面的寬長(zhǎng)比為0.30時(shí),中間包內(nèi)鋼液短路流完全消失。(3)在確定的中間包底面寬長(zhǎng)比為0.30的無(wú)短路流條件下,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn),極差分析得到的兩組優(yōu)化方案分別為:①以實(shí)際平均停留時(shí)間為指標(biāo),鋼包長(zhǎng)水口到堰的距離為1090mm,堰到中間包底的距離為350mm,堰到壩的距離為640mm,壩的高度為410mm;②以活塞區(qū)體積分?jǐn)?shù)為指標(biāo),鋼包長(zhǎng)水口到堰的距離為1090mm,堰到壩的距離為440mm,壩的高度為360mm,堰到中間包底的距離為150mm。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TF777
【圖文】：

就被提到冶金工作者和研究人員的議事日程上。1.2.1 中間包在連鑄生產(chǎn)中的作用如圖1.1所示，在煉鋼連鑄工藝流程中，中間包是連接鋼包和連鑄機(jī)結(jié)晶器的一個(gè)重要的中間設(shè)備，在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中起著十分重要的承上啟下作用。熔融態(tài)鋼液首先從鋼包長(zhǎng)水口注入中間包，再通過(guò)中間包出水口分配到下面的結(jié)晶器，在那里熔融的鋼液冷卻成為固體，拉出切割成成品的連鑄坯。除了更換鋼包的很短的時(shí)間外，中間包的液面基本保持不變，鋼液的靜壓力恒定，因此中間包能夠連續(xù)并且均勻地向結(jié)晶器供給鋼液。圖1.1 連鑄工藝流程圖

（6）可向中間包內(nèi)加入鋁、鈦、鈣芯線，微調(diào)成分或改變內(nèi)部夾雜物形態(tài)，也可加入雙層渣利于吸收鋼中上浮的夾雜物。圖1.2 中間包采用各種裝置增加其冶金功能來(lái)澆鑄潔凈鋼[5]

1.3.1 中間包外形結(jié)構(gòu)中間包的尺寸是由其側(cè)墻傾角和長(zhǎng)度、高度、寬度決定的，然而其形狀不僅受到澆注流數(shù)控制，而且受到可用車(chē)間布局的限制。圖1.3為幾種廣泛應(yīng)用的不同形狀的中間包。B形（船形）中間包是應(yīng)用最廣泛的中間包類(lèi)型，可以應(yīng)用到單流或雙流的板坯連鑄，同時(shí)也可以應(yīng)用到多流的方坯連鑄機(jī)上。T形中間包主要應(yīng)用到方坯連鑄機(jī)上，本質(zhì)上是一個(gè)矩形中間包和單獨(dú)的中心注流區(qū)域的結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以減少注流湍動(dòng)能對(duì)內(nèi)部水口的影響，將鋼液分配到各個(gè)水口，但是T形中間包易形成短路流。現(xiàn)代的方坯連鑄多采用V形或者平面后壁的三角形中間包，使鋼液同步的流向各個(gè)水口。圖 1.3 不同形狀的中間包俯視圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張勝軍;鄭淑國(guó);朱苗勇;;連鑄中間包內(nèi)夾雜物去除行為的水模型研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2007年08期

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4 朱苗勇;連鑄中間包內(nèi)鋼液流動(dòng)與傳熱耦合過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬[J];金屬學(xué)報(bào);1997年09期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 于清顯;兩流板坯連鑄中間包的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];東北大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2769426