中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值模擬.pdf

1、近二十年來,連鑄技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。伴隨著連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展,鋼液的質(zhì)量尤其是鋼液中非金屬夾雜物的含量,已經(jīng)引起眾多研究者的關(guān)注。
　　鋼液在中間包內(nèi)的流動(dòng)行為對鋼液中成分的混合以及非金屬夾雜物的分離去除影響很大。因此在中間包內(nèi)設(shè)置合理的控流裝置來控制中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)狀態(tài)成為中間包冶金研究的重點(diǎn)。新余鋼鐵廠現(xiàn)用中間包注流區(qū)比較小,導(dǎo)流隔墻的形狀以及導(dǎo)流孔開孔角度不合理,導(dǎo)致各出流口溫度不一致,連鑄坯中非金屬夾雜物含量過

2、高等問題。
　　本課題使用數(shù)值模擬軟件Fluent對新鋼第一煉鋼廠2＃方坯連鑄機(jī)的中間包的流場、溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬分析。在此基礎(chǔ)上,提出中間包結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,并對各方案進(jìn)行數(shù)值模擬,得到各方案中間包的流場、溫度場以及瞬態(tài)條件下的RTD曲線,分析比較各方案的流場、溫度場分布以及RTD曲線結(jié)果,得到最佳的中間包結(jié)構(gòu)。
　　研究表明,新余鋼鐵廠現(xiàn)用中間包注流區(qū)比較小,鋼液在中間包內(nèi)的平均停留時(shí)間為655s,鋼液混合的并不充分,各出流

3、口溫度不一致,最大溫差達(dá)6K。由于導(dǎo)流孔設(shè)置不合理,在澆鑄區(qū)內(nèi)鋼液主要是平行于底面循環(huán)流動(dòng),沒有垂直向上的流動(dòng),非金屬夾雜物上浮到自由表面的幾率很小。死區(qū)體積達(dá)到30.87％,中間包的有效利用率很低。因此,需要對新余鋼鐵廠現(xiàn)用中間包進(jìn)行優(yōu)化。
　　優(yōu)化方案中,在湍流抑制器+“U”型導(dǎo)流隔墻(隔墻開孔角度為60°,上揚(yáng)5°)的中間包距中間包對稱面2400mm的底部加設(shè)多孔透氣磚以1.62m3/h的底吹氣量向中間包內(nèi)吹入氬氣時(shí),中間包