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带有电磁加热装置的四流中间包流场数值模拟研究

张洋  
【摘要】:本文以某钢厂的带有电磁加热装置的四流中间包为研究对象,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,分析中间包的流场和温度场分布特征,优化中间包的控流装置,实现对中间包的流场优化,均匀中间包钢液温度和成分,促进钢液中的夹杂物上浮至钢渣界面以利去除,达到中间包冶金的目的。从数值模拟和物理模拟的结果可以得到: (1)当在中间包内没有任何控流装置时,中间包内两个出口的钢液流动,存在很大的差异性,浇注区远端出口附近区域由于钢液流动缓慢,易形成死区。包内钢液的最大温差为24.1K;当在中间包内设置导流墙、挡坝和湍流抑制器时,中间包内两个出口处的钢液流动一致性提高,浇注区远端附近区域的死区明显减小,增加了钢液在中间包内的停留时间,有利于夹杂物的上浮。包内钢液最大温差仅为11.1K,两个出口的钢液温度差理论上为0.1K。 (2)本文中在中间包的加热通道处设置一定的磁场强度,可以有效地补偿浇注过程中的钢液热量损失。 (3)对比数值模拟和物理模拟的结果得到:在本文所研究的中间包内设置导流墙、挡坝以及湍流抑制器后,改善了包内流场和温度场分布,提高了钢液在中间包内的停留时间,即方案5的冶金效果最佳。


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