鞍钢三炼钢连铸中间包控流装置优化水模型实验研究及现场应用

摘要

该文通过水模型实验对鞍钢三炼钢板坯连铸中间包进行了优化控流装置的研究,提出了优化的设计方案.研究结果以及现场工业生产应用实践表明:(1)原方案中间包挡墙溢流孔过大,使中间包底部存在明显的短路流.该中间包采用优化后的挡墙并调整其在中间包内的位置后可延长流体在中间包内的最小停留时间. (2)钢包注流在纵向偏高中间包中心时会延长流体在中间包内的流动路径,为夹杂物的上浮去除提供有利的条件. (3)在中间包内加入湍流控制器不仅使钢包长水口注流冲击区上方的液面更加平稳,还可以减小注流冲击区钢水对偏心侧中间包包壁的冲击,减少对耐火材料的侵蚀. (4)同原方案相比,该中间包采用优化后的挡墙并使用矩—2—B型湍流控制装置后可使最小停留时间延长82.86﹪,峰值时间延长42.06﹪,活体流动体积分率增加8.54﹪,停滞区体积分率降低37.03﹪,明显改善了中间包内流体流动特性. (5)鞍钢三炼钢连铸中间包采用最佳方案的挡墙和湍流控制装置进行浇铸后,显著降低了铸坯中非金属夹杂物的数量,提高了铸坯质量.

目录

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第一章绪论

1.1连铸技术的发展概况

1.2我国连铸技术的发展及概况

1.3本课题的研究目的和意义

1.4本课题的实验内容

第二章文献综述

2.1中间包冶金发展的概况

2.2中间包冶金技术

2.2.1防止钢水再污染技术

2.2.2促进夹杂物去除技术

2.2.3相关技术的发展

2.3挡墙对中间包内钢水流动状态的影响

2.4中间包湍流控制器的研究与应用概况

2.5中间包模拟技术发展概况

第三章模型设计与实验方法

3.1模型设计原则

3.2模型参数的确定

3.2.1几何相似

3.2.2动力相似

3.3实验设备

3.3.1模型的制作

3.3.2实验设备装配图

3.4实验方法

3.4.1停留时间分布曲线测定

3.4.2中间包流体流动状态实验方法

3.5实验保障措施

第四章实验结果与讨论

4.1钢包长水口注流与中间包中心相对位置的优化

4.1.1钢包长水口注流与中间包中心重合的实验

4.1.2钢包长水口注流偏离中间包中心的实验

4.2湍流控制器几何结构及尺寸的优化

4.2.1湍流控制器的底部形状的优化

4.2.2湍流控制器几何结构的优化

4.3最佳湍流控制器与双挡墙组合的优化

4.3.1上挡墙之间距离的优化

4.3.2上挡墙底部距中间包包底距离的优化

4.3.3上下挡墙的相对位置的优化

4.4中间包流动状态显示实验

4.5小结

第五章鞍钢连铸中间包应用湍流控制器连铸铸坯的检验结果

5.1铸坯金相检验结果

5.2小结

第六章结论

附录

参考文献

致谢