單流板坯連鑄中間包流體流動控制研究.pdf

1、本課題分別采用物理模擬和數(shù)學(xué)模擬研究了流體在單流板坯連鑄中間包內(nèi)的流動，優(yōu)化了中間包的控流裝置，得到了最佳的中間包結(jié)構(gòu)。
　　在原方案中間包結(jié)構(gòu)下，流體流動不合理，流體流動的最小停留時間、峰值濃度時間和平均停留時間均較短，中間包內(nèi)存在較大的死區(qū)，死區(qū)體積分?jǐn)?shù)達(dá)到36％，使中間包的有效體積大大減小，不利于鋼液中夾雜物的上浮去除。
　　在該中間包內(nèi)使用不帶頂檐的湍流控制器控流效果好于帶頂檐的湍流控制器，增加湍流控制器的出口面積，

2、可以使流體流到更大區(qū)域;同時，減小擋壩距中間包水口的距離(S1)和堰底距包底的距離(H1），增加堰、壩間的距離(S2)和擋壩的高度(H2），可以增加鋼包注流沖擊區(qū)的體積，增加流體在中間包內(nèi)的流動路徑，延長鋼液在中間包內(nèi)的停留時間，降低中間包內(nèi)的死區(qū)體積。
　　C17方案為實驗得到的最佳中間包結(jié)構(gòu)，流體在中間包內(nèi)的最小停留時間、峰值濃度時間和平均停留時間分別比原方案提高了30％、117％和33％，死區(qū)體積分?jǐn)?shù)降到了14％，比原方案降

3、低了61％。優(yōu)化后的控流裝置使中間包內(nèi)的流體流動更加合理，有利于促進(jìn)夾雜物的上浮去除。
　　數(shù)學(xué)模擬結(jié)果和物理模擬結(jié)果有很好的一致性。數(shù)學(xué)模擬結(jié)果表明，在原方案中間包內(nèi)鋼液流動的速度分布不均勻，在鋼液流動緩慢的區(qū)域形成死區(qū);在中間包內(nèi)使用優(yōu)化后的控流裝置，鋼液速度分布較均勻，中間包內(nèi)死區(qū)體積明顯降低。
　　在原方案中間包內(nèi)，位于中間包水口上部的區(qū)域溫度分布不均勻，存在明顯的溫度梯度，中間包水口側(cè)端墻上部最低溫度只有1807K