中间包水口钢液流场的数值模拟-论文.pdf

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1、第45卷第2期太原理工大学学报Vo1．45NO．22014年3月j()URNAIOFTA1YUANUN1VERSITYOFTECHNOIOGYMar．2014文章编号：1007—9432(2014)02017603中问包水口钢液流场的数值模拟赵定国，黄凯，王书桓(河北联合大学冶金与能源学院，河北唐山063009)摘要：利用Fluent软件，采用数值模拟的方法，研究中间包水口在正常情况下和存在结瘤时流场的形态变化。模拟结果表明：以小方坯为研究对象，拉坯速度为2．3m／s，开口度为66，夹杂物为Al()，无氩气吹入时，当水口结瘤少时，钢液通过结瘤位置时相对于正常情况下钢液流速增大的少；当水1：

2、2结瘤多时，钢液通过结瘤位置时相对于正常情况下钢液流速增大的多。关键词：中间包水口；结瘤；数值模拟；钢液流场中图分类号：TF777文献标识31-B：A连铸过程中钢水经过中间包水口进入到结晶器动量方程内，钢水中的高熔点铝酸钙等夹杂物会在水口内壁PUlJ筹一+W．粘结堆积，造成水口部分或者完全堵塞(结瘤)[。。。J。随着计算机和数值计算技术的研究，计算流体湍流动能(是)方程力学方法迅速发展起来。许多经过验证的数学模型差一蠹[×筹卜G一㈦和软件可以深入详细描述冶金反应器内的过程和现湍流耗散(e)方程象，定量的给出实际运行参数和做出评估，为反应器的设计和生产控制提供依据，CFD(Computati

3、onal害一~xj『IG×砉]+．FluidDynamics)技术在冶金中也得到了广泛应用。(4)本文以小方坯为研究对象，采用Fluent软件进行式中：．17，z分别为张量的方向；U，U，为流场时均数值模拟，研究不同因素下水口内钢液的流场情况。速度；10为钢液密度；卢为体膨胀系数；为动力学粘l数学模型度；为有效粘度系数；k，e为流体的湍动能和湍动能耗散率；G为湍动能产生率；C，C，，为经验1．1基本假设常数。1)钢液为粘性不可压缩的牛顿流体；1．3边界条件2)水口内钢液的自然对流不予考虑；1)固体壁面：水口内壁面，对速度、压力使用无3)认为水口内的钢液流动是湍流流动；滑移边界条件，将k、e

4、设为零；对壁面附近的区域使4)假定水口内的夹杂物呈球形，在水口内壁均用壁面函数法。匀分布。2)入口：设塞棒处于全开状态时的水平环隙为1．2控制方程入口，人口处速度大小由拉坯速度、小方坯截面积和对水口内钢液的流动行为进行数值模拟，需要环隙面积决定，采用速度入口边界条件。根据拉速，求解的控制方程包括连续方程、动量方程及湍流s采用流量相等的原理，确定入口速度，k，e为速度的方程。函数。连续方程3)出口：设水口出口为出口，即理论上流入的()一0．(1)钢液全部从水El出口流出去f{工’。收稿日期：2013-0809基金项目：国家自然基金资助项目(51304060)作者简介：赵定国(1981一)，男

5、，河北栾城人，副教授，主要从事炼钢新技术及高压冶金方面研究，(Te1)0315—2592091(Email)gyyzhao@163．corn通讯联系人：王书恒，男，教授，博士生导师，(E—mail)wshh88@heuu．edu．cn第2期王海燕，等：报废镁合金零部件表面涂层去除机理研究l83Transactions，2002，43(10)：25l62522．3]周雅，陈希挺，许海东，文庆杰，王力强．金属表面环氧聚氨酯涂层的去除机理研究[J3．表面技术，2009，38(3)：4-7．4]郑顺兴．涂料与涂装科学技术基础[M]．北京：化学工业出版社，2007：208—260．5]苏修梁，张欣宇

6、．表面涂层与基体间的界面结合强度及其测定[J]．电镀与环保，2004，24(2)：6-11．6]LIMZ，LIC，IIUXG，XUBS．EffectofNdonmicrostruetureandmechanicalpropertiesofAZ31magnesiumalloy[J~RareMetalMaterialsandEngineering，2009，38(1)：7-10．[17]张金娜，李江波。蒋桂高，等．笨甲醇水基中性脱漆剂的研究及应用[J]．电镀与涂饰，2012．31(7)：64—67．StudyonRemovingMechanismoftheCoatingonMagnesiumA

7、lloyScrapsWANGHaiyan，LIMingzhao，WANGHao，FENGChong，RENChuanxi(CollegeoJMaterialsScienceandEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Thecoatingonmagnesiumalloysurfacewasremovedbythealka