论文部分内容阅读
钢铁工业是国民经济发展的基础工业,随着连续铸钢技术的发展,铸坯质量要求的不断提高,对于钢液洁净度的要求也越来越高。中间包、结晶器内钢液的流动状态对延长钢液在中间包内的停留时间,减少死区,改善夹杂物的上浮与排出,减少钢液表面卷渣和二次氧化,稳定钢液温度及化学成分等都有重要作用,直接影响到连铸坯的质量。
针对山西太钢二炼钢厂不锈钢铸坯的表面夹杂与皮下夹杂含量较高,造成冷轧不锈钢板的降级使用或报废问题,本文运用水力学模型进行正交和单因素实验,同时运用流体力学软件FLUENT进行等温和非等温条件下的数值模拟计算,对该厂连铸单流非对称T型中间包和板坯结晶器的相关结构参数和工艺参数对流场及温度场的影响进行了系统研究,对于提高不锈钢板坯质量具有一定的理论意义和重要的应用背景。
中间包的水模和数模研究结果表明:(1)中问包原T0工况设计的内部控流装置不够合理,参数优化后的T4、T7、T8、T12、T14工况和坝底开圆型孔的RST1和拱门型孔的AST5工况流场死区减少、活塞区增加、停留时间延长,且温度场得到了进一步优化;(2)证明了为减少换包时中间包内残钢量而实施坝底开孔方案的可行性,其中AST5在坝底两侧对称开2个高度为30mm、半圆的半径为50mm的拱门型孔,RST1在坝底左侧开一个半径为70mm的圆型孔,所有孔中心距离坝中心线205mm;(3)极差分析得出对于中间包流场影响能力的大小次序为小墙高度-坝高-堰深-水口浸入深度.堰坝间距;随小墙高度增加、坝高增加、堰加深、水口深度增加,滞止时间和平均停留时间延长、活塞区增大、死区减小;(4)通过等温和非等温数值计算对比证明中间包壁面及表面散热对流场的影响不可忽略,数模计算中间包进出口温差4.4K,最大温差10K。
结晶器的水模和数模研究结果表明:(1)结晶器的浸入式水口倾角和拉速对液面波动影响较大,水口浸入深度对冲击深度影响较大;(2)水口倾角越上倾、水口浸入深度越小、拉速越大、结晶器断面越小,则越容易引起较大的液面波动,造成保护渣卷入;(3)适宜的水口倾角为向上100左右,水口浸入深度120-143mm为宜,相同拉速下可采用大断面1380mm×220mm。