中間包結構優(yōu)化的數(shù)值模擬.pdf

1、近二十年來,連鑄技術在全球范圍內得到迅速發(fā)展。伴隨著連鑄技術的迅速發(fā)展,鋼液的質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注。
　　鋼液在中間包內的流動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。因此在中間包內設置合理的控流裝置來控制中間包內鋼液的流動狀態(tài)成為中間包冶金研究的重點。新余鋼鐵廠現(xiàn)用中間包注流區(qū)比較小,導流隔墻的形狀以及導流孔開孔角度不合理,導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＃方坯連鑄機的中間包的流場、溫度場進行數(shù)值模擬分析。在此基礎上,提出中間包結構優(yōu)化方案,并對各方案進行數(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曲線結果,得到最佳的中間包結構。
　　研究表明,新余鋼鐵廠現(xiàn)用中間包注流區(qū)比較小,鋼液在中間包內的平均停留時間為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6K。由于導流孔設置不合理,在澆鑄區(qū)內鋼液主要是平行于底面循環(huán)流動,沒有垂直向上的流動,非金屬夾雜物上浮到自由表面的幾率很小。死區(qū)體積達到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)用中間包進行優(yōu)化。
　　優(yōu)化方案中,在湍流抑制器+“U”型導流隔墻(隔墻開孔角度為60°,上揚5°)的中間包距中間包對稱面2400mm的底部加設多孔透氣磚以1.62m3/h的底吹氣量向中間包內吹入氬氣時,中間包