四流大方坯連鑄中間包的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、中間包是連鑄工藝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，無論對于連鑄操作的順利進(jìn)行，還是對于保證鋼水品質(zhì)的符合需要，都起到十分重要作用。中間包內(nèi)鋼水理想的流動狀態(tài)，能夠延長鋼水在中間包內(nèi)的停留時間、均勻溫度、減少卷渣和促進(jìn)夾雜物的上浮，因而直接影響著連鑄坯的質(zhì)量。近年來冶金工作者采取了一系列措施來強(qiáng)化和擴(kuò)大中間包的冶金功能，其中的重要措施就是在中間包內(nèi)設(shè)置適當(dāng)形式的控流裝置，使之形成合理的流場。
　　 為了配合鋼鐵公司發(fā)展需要，增加品種鋼產(chǎn)量，某

2、煉鋼廠計劃采用現(xiàn)有的大方坯鑄機(jī)生產(chǎn)品種鋼，但目前鑄機(jī)的四流梯形中間包內(nèi)未設(shè)任何控流裝置，難以滿足品種鋼生產(chǎn)的需要，因而需要對現(xiàn)有中間包進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
　　 論文結(jié)合該鋼廠四流大方坯梯形連鑄機(jī)中間包的實際情況，采用水模擬和數(shù)學(xué)模擬相結(jié)合的數(shù)理模擬研究方法，以確定該中間包的最佳控流裝置。數(shù)模部分，根據(jù)連續(xù)性方程和動量方程建立描述中間包內(nèi)流體流動的數(shù)學(xué)模型，采用FLUENT商業(yè)軟件進(jìn)行數(shù)值計算，選出較優(yōu)方案；水模部分，根據(jù)相似原理，在

3、弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等和實驗?zāi)Ｐ团c原型的幾何相似比為1∶4條件下，建立實驗?zāi)Ｐ?，最終確定最佳控流方案。
　　 結(jié)果表明，原型中間包內(nèi)流體存在較大的死區(qū)，且各流間的流動特性差異較大，尤其是近水口的2流、3流處存在明顯短路流，不僅造成包內(nèi)鋼水溫度分布不均勻，也不利于夾雜物的上浮，影響鑄坯潔凈度。采用優(yōu)化后的湍流控制器+導(dǎo)流墻+壩組合控流裝置能夠顯著改善中間包中內(nèi)鋼水的流動狀態(tài)，使鋼水在各流間合理分配，并延長了鋼水的平均停留時間，提高活塞流體