鋼液連鑄三流T型中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文通過(guò)物理模擬和數(shù)學(xué)模擬對(duì)三流T型連鑄中間包流體流動(dòng)行為進(jìn)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(shí)驗(yàn)室以相似比為1∶2.5建立了中間包模型，進(jìn)行水模擬試驗(yàn)。依據(jù)連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程、湍動(dòng)能方程及湍動(dòng)能耗散率方程建立數(shù)學(xué)模型，利用FLUENT軟件對(duì)原方案和水模擬優(yōu)化方案的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及夾雜物上浮去除情況進(jìn)行了模擬計(jì)算。
　　在原方案中間包結(jié)構(gòu)下，流體流動(dòng)不合理。流體流動(dòng)的峰值濃度時(shí)間較短，活塞流體積分率小。中

2、間包內(nèi)存在較大的死區(qū)，其體積分?jǐn)?shù)超過(guò)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(zhǎng)大及上浮去除。同時(shí)流體沖刷包壁嚴(yán)重。
　　針對(duì)原方案控流裝置不合理的情況，重新設(shè)計(jì)了不同形狀和尺寸的湍流控制器及導(dǎo)流隔墻。經(jīng)過(guò)測(cè)定不同方案中間包流體流動(dòng)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(dòng)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(shí)也使流體產(chǎn)生了向熔池表面的流動(dòng)趨勢(shì)。采用6#方案

3、，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(guò)對(duì)原方案和6#、14#兩種水模擬優(yōu)化方案進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)原方案流場(chǎng)較混亂，流體上揚(yáng)趨勢(shì)不明顯，且流體直接沖刷中間包包壁。優(yōu)化方案明顯改變了中間包流場(chǎng)，避免了流體對(duì)包壁直接沖刷，并且在近液面處形成了大的環(huán)流。溫度場(chǎng)模擬表明，原方案溫度分布不合理，中間包前后呈階梯分布，最低溫度較低，最大溫差達(dá)到35K。優(yōu)化方案大幅度提高了最低溫