单流板坯连铸中间包内流动行为的数学物理模拟研究

论文摘要

连铸中间包在现代钢铁生产中起到十分重要的作用,它不仅仅是连接钢包与结晶器之间的中间存储容器,而且是促使夹杂物上浮去除的重要场所,其冶金功能的发挥直接影响高品质钢的生产。中间包内钢液流动的合理控制对其内夹杂物的去除至关重要。因此,开展中间包内去夹杂控流技术研究具有重要的科学意义和现实指导意义。本论文结合国内某厂板坯生产线的实际,采用物理模拟和数学模拟相结合的方法对连铸中间包内的流动行为进行了研究,提出了有效净化中间包钢液的控流方案并实施了现场应用研究。主要研究内容和研究结果如下：（1）采用合理的“抑湍器+单挡墙+单挡坝”和“抑湍器+单挡墙+双挡坝”组合控流装置,均有很好的控流效果。方案DL-02是所有的“抑湍器+单挡墙+单挡坝”中最优的控流方案,而方案DL-12是所有的“抑湍器+单挡墙+双挡坝”中最优的控流方案。（2）方案DL-12在中包出口附近设置的挡坝具有避免开浇结冷钢的作用,推荐该方案为最佳控流方案。（3）采用优化的中间包控流方案后铸坯中的夹杂物控制达到了较理想的水平。尺寸大于30μm的夹杂物得到了有效去除。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 连铸技术的发展和我国的现状
• 1.2 连铸中间包在连铸生产中的地位和作用
• 1.3 本文研究的目的、意义和内容
• 第2章 前人工作分析
• 2.1 中间包过程的物理模拟研究
• 2.2 中间包过程的数学模型研究
• 第3章 板坯中间包物理模拟研究
• 3.1 物理模型的建立
• 3.1.1 相似准数和模型参数的确定
• 3.1.2 物理模型的构成
• 3.2 实验方法
• 3.3 连铸中间包内控流元件参数的优化设计原则
• 3.4 实验方案
• 3.5 结果与分析
• 第4章 板坯中间包数学模拟研究
• 4.1 中间包内钢液流场、温度场的数学描述
• 4.1.1 钢液流动的基本假设
• 4.1.2 数学模型基本控制方程
• 4.1.3 求解区域和边界条件
• 4.1.4 控制方程的离散和求解
• 4.1.5 中间包内钢液停留时间的数值模拟
• 4.2 数值模拟结果与分析
• 第5章 现场试验与应用效果研究
• 5.1 试验条件及方法
• 5.1.1 试验炉次选择
• 5.1.2 板坯低倍取样方案
• 5.1.3 分析检测方法
• 5.2 试验结果及分析
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 论文包含图、表、公式及文献