鋼包內(nèi)鋼水流熱耦合場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鋼水溫度是煉鋼過程所要控制的主要變量之一。鋼包作為儲存、運輸鋼水的主要工具，對鋼水溫度影響很大。研究鋼包熱循環(huán)中不同操作狀況和參數(shù)條件下其內(nèi)鋼水溫度變化規(guī)律，對控制煉鋼流程鋼水溫度和連鑄合理的操作規(guī)程等有著重要的指導(dǎo)作用。鋼包熱循環(huán)過程中鋼包內(nèi)鋼水處于流動狀態(tài)，鋼水流動會對其溫度產(chǎn)生影響，所以研究鋼水溫度變化規(guī)律需考慮鋼水流動的影響。本文運用數(shù)值模擬方法對鋼包吹氬，靜置及出鋼過程鋼水流熱耦合場進行模擬研究，分析了各階段鋼水溫度場和流場的

2、分布規(guī)律與不同操作狀況及參數(shù)下的鋼水溫度變化規(guī)律。
　　本文以三鋼100t鋼包為例，對鋼包鋼水吹氬，靜置及出鋼過程的流熱耦合場進行數(shù)值模擬研究。首先，根據(jù)現(xiàn)場資料確定鋼包的物理幾何模型及物性參數(shù)，分析鋼包吹氬、靜置及出鋼的傳熱過程，確定模型的初始條件與邊界條件。其次，利用數(shù)值模擬軟件Fluent對鋼包吹氬、靜置及出鋼過程鋼水流熱耦合場進行數(shù)值模擬，計算鋼水流場與溫度場的分布情況和溫度變化規(guī)律。，最后，改變吹氬時間、吹氬量、靜置時間

3、及出剛時間等工藝參數(shù)和覆蓋劑添加、鋼包熱狀態(tài)等操作狀況以研究它們對鋼水流熱耦合場及鋼水溫度的影響。
　　通過分析模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鋼包吹氬過程中，隨著吹氬時間的增加鋼水溫度在降低而鋼水分層現(xiàn)象會減弱，即溫度梯度減小。吹氬量的增加對溫度影響不大，吹氬過程有最佳吹氣量超過最佳吹氣亮氬氣利用率會變低。鋼包靜置過程中，鋼水整體溫度下降，10分鐘平均溫降為11℃，15分鐘約為14℃，可見鋼水的降溫趨勢是逐漸減弱的，穩(wěn)態(tài)鋼包表現(xiàn)更為明顯;降低包襯