本文通過物理模擬和數(shù)學(xué)模擬對三流T型連鑄中間包流體流動行為進行了研究,得出了最佳的中間包結(jié)構(gòu)。根據(jù)相似原理,在實驗室以相似比為1：2.5建立了中間包模型,進行水模擬試驗。依據(jù)連續(xù)性方程、動量方程、能量方程、湍動能方程及湍動能耗散率方程建立數(shù)學(xué)模型,利用FLUENT軟件對原方案和水模擬優(yōu)化方案的流場、溫度場及夾雜物上浮去除情況進行了模擬計算。在原方案中間包結(jié)構(gòu)下,流體流動不合理。流體流動的峰值濃度時間較短,活塞流體積分率小。中間包內(nèi)存在較大的死區(qū),其體積分?jǐn)?shù)超過30%,使中間包的有效容積減少近三分之一,不利于鋼液中夾雜物的碰撞長大及上浮去除。同時流體沖刷包壁嚴(yán)重。針對原方案控流裝置不合理的情況,重新設(shè)計了不同形狀和尺寸的湍流控制器及導(dǎo)流隔墻。經(jīng)過測定不同方案中間包流體流動特性,發(fā)現(xiàn)采用方形湍流控制器效果較好。導(dǎo)流隔墻的導(dǎo)流孔角度改變后,流體流動軌跡發(fā)生了改變,有效避免了流體直接沖擊中間包前側(cè)墻,同時也使流體產(chǎn)生了向熔池表面的流動趨勢。采用6#方案,中間包死區(qū)體積分?jǐn)?shù)分別減小到15.4%和16.6%,較原方案分別減少了49.2%、49.8%。經(jīng)過對原方案和6#、14#兩種水模擬優(yōu)化方案進行...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 連鑄技術(shù)發(fā)展概況
    1.2 本課題研究的目的和意義
    1.3 本課題的研究內(nèi)容
第2章 文獻綜述
    2.1 中間包冶金學(xué)概述
        2.1.1 中間包的作用
        2.1.2 中間包冶金
    2.2 中間包控流技術(shù)
        2.2.1 中間包采用湍流控制器
        2.2.2 中間包采用堰、壩和導(dǎo)流隔墻
        2.2.3 大容量中間包
    2.3 中間包去除夾雜物研究
        2.3.1 連鑄坯中夾雜物的分類和主要來源
        2.3.2 中間包內(nèi)鋼液中夾雜物的運動行為
    2.4 模擬軟件介紹
        2.4.1 FLUENT程序的用途
        2.4.2 用FLUENT程序求解問題的步驟
        2.4.3 FLUENT程序邊界條件介紹
第3章 中間包鋼液流動物理模擬
    3.1 物理模擬理論與方法
        3.1.1 實驗原理
        3.1.2 實驗方法
        3.1.3 中間包停留時間分布曲線各項指標(biāo)的計算
    3.2 實驗設(shè)備
    3.3 實驗?zāi)Ｐ偷慕⒓皡?shù)的確定
    3.4 試驗方案
    3.5 試驗結(jié)果及分析
        3.5.1 原方案中間包結(jié)構(gòu)
        3.5.2 湍流控制器優(yōu)化
        3.5.3 擋墻及導(dǎo)流孔優(yōu)化
    3.6 本章小結(jié)
第4章 中間包鋼液流動數(shù)學(xué)模擬
    4.1 基本假設(shè)
    4.2 基本方程
    4.3 邊界條件
    4.4 原方案和兩種優(yōu)化方案流場數(shù)學(xué)模擬結(jié)果及分析
    4.5 原方案和兩種優(yōu)化方案溫度場數(shù)學(xué)模擬結(jié)果及分析
    4.6 原方案和兩種優(yōu)化方案夾雜物運動軌跡及上浮去除率
        4.6.1 夾雜物運動軌跡
        4.6.2 夾雜物上浮去除率
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
論文包含圖表、公式及參考文獻



本文編號：3784874