六流中间包内衬冲蚀研究及结构优化

发布时间：2022-07-12 08:57

　　中间包冶金技术是连续铸钢过程中的主要环节，其主要的冶金作用是通过安装不同的控流装置，调整钢液的流动状态，达到均匀中间包内速度和温度的目的，并降低钢液对中间包内衬的冲蚀强度。论文以国内某钢铁公司40t六流T型中间包为研究对象，采用数值模拟和物理模拟相结合的方法，分析不同控流装置对中间包温度场、流场的影响，并且研究了夹杂物及钢液对中间包内衬冲蚀强度的影响。数值模拟过程中，针对六流中间包的窄长特性，在中间包内设置圆形挡墙，从开孔位置、开孔直径、开孔角度及挡墙大小四个方面，制定了9种优化方案。采用FLUENT商业软件对无控流装置的中间包、安装V型挡墙的中间包及湍流控制器和圆形挡墙组合使用的中间包进行数值计算。物理模拟过程中，依据1:3.5的相似比例建立连铸中间包物理模型，采用“刺激—响应”的实验技术、录像和拍照相结合的方法，进行平均停留时间分布曲线的测定、示踪剂实验及中间包内衬冲蚀实验。结果表明，无控流装置的中间包内钢液流动缓慢，各个出口的最大温差为10K，中间包内的死区比例高达77.5%，并且中间包内衬的冲蚀主要发生在注流区的底部、注流区包壁下部的1/3处及中间包包壁拐角处，对中间包底部的冲... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 连续铸钢技术的发展概况
        1.1.1 国外连续铸造技术的发展简述
        1.1.2 国内连续铸造技术的发展简述
    1.2 中间包冶金技术在连续浇注中的作用
    1.3 中间包冶金技术的研究方法
        1.3.1 数值模拟在中间包冶金技术中的应用
        1.3.2 物理模拟在中间包冶金技术中的应用
    1.4 连铸中间包内衬的冲蚀特性
    1.5 论文研究的内容和意义
第2章 中间包内钢液流动行为的数值模拟
    2.1 数值模型的建立
        2.1.1 基本假设
        2.1.2 控制方程
        2.1.3 边界条件
        2.1.4 模拟参数的确定
    2.2 数值模拟的计算方案
第3章 数值模拟的实验结果与分析
    3.1 无控流装置的中间包数值模拟结果
        3.1.1 中间包温度场分析
        3.1.2 中间包底面流场分析
        3.1.3 中间包内衬的冲刷磨蚀效果
    3.2 安装了 V 型导流隔墙的中间包数值模拟结果
        3.2.1 中间包温度场分析
        3.2.2 中间包底面流场分析
        3.2.3 中间包内衬的冲刷磨蚀效果
    3.3 湍流控制器加圆形挡墙的数值模拟结果
        3.3.1 中间包温度场分析
        3.3.2 中间包底面流场分析
        3.3.3 中间包内衬的冲刷磨蚀效果
    3.4 小结
第4章 中间包内钢液流动行为的物理模拟
    4.1 实验原理
        4.1.1 几何相似
        4.1.2 动力相似
    4.2 物理模型的建立
        4.2.1 雷诺准数的计算
        4.2.2 模型参数的确定
    4.3 实验方法
    4.4 实验设备
第5章 物理模拟实验结果与分析
    5.1 无控流装置的中间包物理模拟分析
        5.1.1 停留时间分布曲线的测定
        5.1.2 示踪剂实验
        5.1.3 内衬冲蚀实验
    5.2 安装 V 型挡墙的中间包内物理模拟分析
        5.2.1 停留时间分布曲线的测定
        5.2.2 示踪剂实验
        5.2.3 内衬冲蚀实验
    5.3 湍流控制器和圆形挡墙组合使用的物理模拟分析
        5.3.1 停留时间分布曲线的测定
        5.3.2 示踪剂实验
        5.3.3 内衬冲蚀实验
    5.4 小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
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本文编号：3658828