在鋼鐵的生產(chǎn)流程中,中間包過程是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一。作為一個上承鋼包下接結(jié)晶器的過渡容器,不僅發(fā)揮儲存和分流作用,還對提高鋼液的純凈度具有重要意義。在中間包內(nèi)安裝合理的控流裝置,可以有效控制鋼液流動,有利于均勻鋼液,延長鋼液停留時間,減少卷渣和促進(jìn)夾雜物碰撞上浮,從而改善連鑄坯的質(zhì)量。課題以某鋼廠三流中間包為研究對象,利用流體力學(xué)軟件Fluent對安裝有不同結(jié)構(gòu)控流裝置的中間包內(nèi)鋼液流場進(jìn)行數(shù)值模擬,并對中間包結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。首先,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果評價了現(xiàn)有a、b、c三種結(jié)構(gòu)導(dǎo)流隔墻的控流效果,結(jié)果表明:三種導(dǎo)流隔墻結(jié)構(gòu)中,c結(jié)構(gòu)導(dǎo)流隔墻最優(yōu)。但其仍然存在液面波動較大,中間包利用率不高等缺點。其次,通過對過鋼孔參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,分析了導(dǎo)流隔墻過鋼孔參數(shù)對中間包鋼液流動的影響,確定了導(dǎo)流隔墻過鋼孔參數(shù)優(yōu)化方案。結(jié)果表明:在20種設(shè)計方案中,17號導(dǎo)流隔墻為最優(yōu)結(jié)構(gòu),優(yōu)化后中間包死區(qū)體積分?jǐn)?shù)降低了10.52%,活塞區(qū)體積分?jǐn)?shù)提高了4.18%,澆注區(qū)液面流動得到有效控制,溫度場得到改善。最后,通過在中間包內(nèi)添加湍流抑制器,實現(xiàn)了對中間包內(nèi)鋼液流場的進(jìn)一步優(yōu)化。結(jié)果表明:方形帶頂沿的抑制器控流效果最好,在維持較好的死區(qū)、活塞區(qū)體積分?jǐn)?shù)的同時,實現(xiàn)了對注流區(qū)液面流動的有效控制,也使溫度場質(zhì)量得到提高,并大幅度降低了鋼液對中間包注流區(qū)壁面的沖蝕作用。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TF341
【部分圖文】：

溫鋼水直接澆注成坯的工藝稱為連續(xù)鑄鋼，簡稱連鑄[1]。連鑄工藝簡圖如圖1-1所示。圖 1-1 連鑄工藝流程(1 鋼包 2 中間包 3 結(jié)晶器及振動裝置 4 二冷區(qū)支導(dǎo)裝置 5 拉矯機(jī) 6 切割裝置 7 輥道 8 坯料)1.1.2 連鑄技術(shù)發(fā)展歷史鋼的連鑄最初由 20 世紀(jì) 40 年代開始試驗，1943 年榮漢斯在德國建成第一臺澆注鋼水的實驗性連鑄機(jī)，當(dāng)時就已經(jīng)提出了水冷結(jié)晶器、浸入式水口、結(jié)晶器液面覆蓋劑等技術(shù)，這些技術(shù)為現(xiàn)代連鑄技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此后英國、美國、日本等國相繼開始連鑄機(jī)試驗。50 年代，連鑄鋼進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段，連鑄技術(shù)作為鋼鐵工業(yè)革命的標(biāo)志成為鋼廠生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)。1975-1995 年是世界連鑄技術(shù)的快速發(fā)展的時期，至 20 世紀(jì)末，各鋼鐵工業(yè)強(qiáng)國連鑄鋼產(chǎn)量幾近飽和，連鑄比達(dá) 95%以上。我國連鑄技術(shù)發(fā)展較早，起源于上世紀(jì) 50 年代

1)速度場與壓力場的假定沒有聯(lián)系，各自獨立運行。假定壓力場的修正場的質(zhì)量守恒條件得到，中間速度通過求解當(dāng)前壓力得到，若求解速守恒條件，則對壓力添加一個修正量進(jìn)行修正，速度場也隨之得到修正2)在對速度進(jìn)行修正時，不考慮不同位置速度修正量之間的影響。imple 算法求解步驟：先假定速度場和壓力場分布，并據(jù)此計算動量離散方程的系數(shù)和常數(shù)對壓力及速度值進(jìn)行修正，并利用修正后的速度場求解與速度場耦合的用改進(jìn)后的速度場對動量離散方程重新求解。循環(huán)上述過程，直至求解中間包結(jié)構(gòu)及模擬計算參數(shù)廠現(xiàn)使用的中間包為三流 T 型中間包，結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。中間包被成兩個區(qū)域：注流區(qū)與澆注區(qū)。導(dǎo)流隔墻上開有兩個圓形過鋼孔，兩對稱面對稱(導(dǎo)流隔墻具體結(jié)構(gòu)參數(shù)見第 3 章圖 3-1，表 3-1)。鋼液由注中間包，經(jīng)導(dǎo)流隔墻過鋼孔導(dǎo)流后進(jìn)入澆注區(qū)，由澆注區(qū)三個水口出流

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 3 章 中間包三種導(dǎo)流隔墻結(jié)構(gòu)評價3.1 三種導(dǎo)流隔墻結(jié)構(gòu)某鋼廠所使用中間包控流裝置為導(dǎo)流隔墻，通過隔墻上的兩個過鋼孔控制鋼液流動，為方便描述中間包導(dǎo)流隔墻結(jié)構(gòu)，定義決定中間包導(dǎo)流隔墻過鋼孔結(jié)構(gòu)的 4個參數(shù)如圖 3-1 所示�，F(xiàn)某鋼廠使用的中間包導(dǎo)流隔墻有三種結(jié)構(gòu)，如表 3-1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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1 韓春鵬;張懷軍;劉平;云霞;;六流中間包內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值模擬及生產(chǎn)應(yīng)用[J];上海金屬;2015年03期

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本文編號：2839735