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《重庆大学》 2006年
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重钢5流方坯连铸中间包内钢液流动和夹杂物运动的研究

佐祥均  
【摘要】:为了进一步提高连铸生产效率,近年来国内外冶金工作者采取了一系列措施来强化和扩大中间包的冶金功能。其主要的措施是在中间包内设置合适的挡墙和湍流控制器等。使中间包内能够形成合理的流场,促进夹杂物的充分上浮,同时也为钢液温度和成分的均匀创造有利的条件。 本论文结合重庆钢铁集团有限公司1#方坯连铸机中间包的实际情况,采用物理模拟和数值模拟相结合的方式,确定在重钢原有中间包控流方式的基础上加设湍流控制器的最佳方案。根据相似理论,选择弗鲁德准数和试验模型与原型几何相似比为1:3条件下,建立试验模型,进行水力学物理模拟试验;同时根据连续性方程、动量方程、湍动能方程、湍动能耗散率方程以及能量方程建立描述中间包内流体的数学模型,采用FLUENT商业软件进行数值模拟计算。 通过水模试验与数值模拟,发现加设合理的湍流控制器后对重钢1#小方坯连铸中间包内钢液的流动模式有所改善。合理的湍流控制器的应用,有助于形成合理的钢液流动模式,将充分发挥中间包的冶金功能。试验当中发现在单挡墙中间包内,5#方案湍流控制器对钢液在中间包内停留时间的增加和流动模式的改善效果最为明显;在多孔挡墙中间包内,7#方案湍流控制器对钢液在中间包内停留时间的增加和流动模式的改善效果最为明显;由此,提出了将5#和7#方案湍流控制器作为重钢1#方坯连铸中间包工业性试验的应用方案。 对中间包内夹杂物运动情况进行了研究。对各种控流方式下中间包内夹杂物的排除情况进行水力学模拟;对5μm、50μm和75μm夹杂物颗粒运动轨迹进行了数值模拟。结果表明加设合理的湍流控制器后50μm和75μm夹杂物颗粒可以得到很好的上浮,5μm夹杂物颗粒也可得到部分上浮,被顶渣吸收。 对中间包内极限卷渣液面高度进行了物理模拟试验测定,分析了极限卷渣液面高度与连铸生产连续性的关系。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TF777

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