四流圆坯中间包结构优化物理模拟-论文.pdf

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1、VO1．35No．2铸造技术Feb．2014F0INDRYTECHN0L0GY·389·四流圆坯中间包结构优化物理模拟李洋，金焱，常正弄，冯学武。金业磊(武汉科技大学材料与冶金学院，湖北武汉430081)摘要：通过几何相似比1：3的水模拟实验，对安装不同结构的挡墙的中间包内的流场进行研究，计算钢液在中间包的平均停留时间(RTD)。结果表明：中间包采用“U”型挡墙，平均停留时间较长，夹杂物上浮得到较好发展。两侧水口响应时间及峰值时间差别较大。“V”形挡墙比“U”形挡墙更有利于中间包内夹杂物的去除，很好解决了两侧水口的同步性和延长了停留时间，减少了死区体积分数，增加了活塞区体积分数。关键词：

2、中间包；物理模拟；挡墙；RTD中图分类号：TG文献标识码：A文章编号：1000．8365(2014)02．0389．05PhysicalModelingResearchonStructuralOptimizationofFour-strandBilletTundishLIYang，JINYan，CHANGZhengsheng，FENGXuewu，JⅡYelei(SchoolofMaterialsandMetallurgy，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China)Abstract：TheflowfieldandRTDc

3、urvesinattmdishforfour-strandroundbillettundishwithdiferentstructuralbaflesweresimulatedbythetestofphysicalmodelwith1：3geometricsimilarityscale．TheresultsshowthattheaverageresidencetimeofliquidsteelinthetundishprolongsandtheinclusionremovalimproveswhentheU-shapebaflesisusedinthetundish．Buttheresp

4、onsetimeoftwosideoutlethaveagreatdiference．Y·shapeba-用eisthebeRerthanU-shapebafles．whichcanchangethefluidflowinthetundisheficientlyandimproveinclusionremoval，Cansatisfactorilyobtaintheflowsynchronismbetweenoutlets，andefectivelyreducethedeadareavolumefraction，increasetheplugvolumefraction．Keywords

5、：tundish；physicalmodeling；bafles；RTD冶金连铸过程中，中间包不仅是一个稳压、分配1．2控流装置几何参数钢液、保证钢液连续浇注的缓冲容器，而且还是防对于多流T型中间包．挡墙对钢液的分配起到止钢渣进入结晶器以及去除钢液中非金属夹杂物，决定性作用。为了改进钢液流动状态、优化中间包流提高铸坯质量的关键设备[】--4]。中间包控流装置对钢场，提出了6种结构挡墙进行物理模拟。表1是中间液的运动状态和钢液平均停留时间有很大的影响，因包挡墙结构设计，图2为中间包优化挡墙结构图。其此，设计合理的控流装置是提高钢液质量的有效措施。中1#-4挡墙命名为U型挡墙，5和6挡墙命名

6、为通过对某钢厂的T型四流中间包的水模拟实验，研究V型挡墙。图3是U型挡墙和V型挡墙在中间包内不同结构的挡墙对中间包流场的影响，并计算中间包的安装位置。钢液的平均停留时间。在此基础上计算分析活塞体积2水模型的建立分数、死区体积分数、全混区体积分数。2．1理论依据1工程参数水模拟实验的理论依据是相似原理【。中间包1．1中间包几何参数钢液的流动可视为粘性不可压缩稳态流动，因此，系研究对象为四流圆坯中间包，该中间包与l10t统只要满足几何相似和动力学相似就可以满足模型钢包配合使用。正常生产工艺参数为：稳态浇注液和原型相似。中间包内钢液流动与模型中水的流面900121I／1．溢流液面950mm；长

7、水VI浸人深度200动处于同一自模化区，因此，只需n数相同【8]。中间ran1：铸坯尺寸为6500ITIITI圆坯；中间包基本尺寸如包模型与原型的几何尺寸比值A=l／3。图l。该中间包总长8-3m，流间距为2．6m。(FO：(FO(1)up

8、u，，／M=A(3)收稿日期：2013．09．27作者简介：李洋(1988一)，四川成都人，硕士．研究方向：中间包钢QIQ,=umL~／眈(4)液流动特性E—mail：lisolitary@16