基于F曲线的中间包流场优化

发布时间：2021-12-25 08:38

　　针对某厂三流异型坯中间包,建立了相似比为1∶2的水模型,使用F曲线对不同控流装置下的中间包流场特性进行分析与优化.实验内容包括原型控流装置、湍流抑制器无挡坝、湍流抑制器加挡坝组合.结果表明,原型中间包中部水口存在短路流,水口间流动的差异性较大,可能导致三个铸流的铸坯温度和洁净度不均匀,进而发生同炉次各铸坯质量稳定性差的问题.采用湍流抑制器无挡坝控流装置,湍流抑制器导流孔夹角为60°时,短路流出现在中部;导流孔夹角为86°时,无短路流,各流一致性变好;导流孔夹角为110°时,两侧水口出现短路流,各流一致性优于前两个角度.中间包的各流一致性与死区比例并无相关性,一致性良好的中间包流场,其死区比例并不一定小.优化后的中间包湍流抑制器导流孔夹角为110°,挡坝距离中间包中心2400 mm,中间包内无短路流,1#、2#水口一致性最佳,死区由17.89%减小到9.67%,减小率为11.25%,F曲线标准差最大值由0.3减小到0.016. 

【文章来源】：工程科学学报. 2020,42(S1)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

中间包结构示意图

水模型实验装置示意图

图5为原型中间包流场下的停留时间分布函数E曲线和累计停留时间分布函数F曲线，表2为原型中间包流场特性参数.从图5(a）可以看出，示踪剂首先进入到3#水口，并有较高的浓度值，之后依次到达2#水口和1#水口，在3#水口处形成明显短路流，且3个水口的滞止时间标准差为13.46.从图5(b）可以看出，中间包1#、2#、3#水口的F曲线差异性较大，新流入中间包的钢水，更多地从3#水口流出，且越累积越多，其累积的钢水量远超过2#水口和1#水口；其死区比例达到了20.92%，中间包利用率不高.从生产角度分析，三个水口F曲线较大的差异性可能导致异型坯浇铸过程中产品内翼板以及各流铸抷温度和洁净度不均匀，进而发生同炉次各铸坯质量稳定性差的问题.图4 湍流抑制器结构示意图

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本文编号：3552137