三流中间包流场的物理模拟研究.pdfVIP

莱钢科技 第5期 (总第 149期) 三流中间包流场的物理模拟研究 张利平 ，范黎 明 ，何庆文。 (1北京科技大学 2技术中心 3特殊钢厂) 摘 要：通过物理模拟实验 ，研究中间包内的钢水停留时间、温度差异及非金属夹杂物的状 态，检验中间包参数设计及流场是否合理，并在此基础上设计中间包结构及 中间包控流装 置，为现场中间包优化提供依据 ，满足提高铸坯质量、生产高品质钢的要求。 关键词 ：连铸 中间包 流场 物理模拟 但在某一时刻，进入反应器的定量流体由于其各部分 0 引言 在反应器内所运行的路径不同，所以到达反应器出口 特钢厂合金钢连铸机担负着公司大部分优钢生 的时间也不同。用组合模型可以解释为：同时进入反 产的任务，在生产过程中，中间包流场的合理性对于 应器的流体各部分分别进入反应器的活塞区、全混区 铸坯质量影响尤为突出，因此，了解 目前中间包流场 和死区。本实验采用 “刺激一响应技术”，即在中间包 特点，优化改造中间包内部结构，对于消除由于中间 注流处输入一个刺激信号，在出口处测量该输入信 包流场不合理存在的短路流、死区比例过大、中问包 号的输出信号，从响应 曲线 (RTD曲线)得到流体在 各流滞止时间差大及夹杂物上浮困难等问题，以充 中间包内的滞止时间分布状况，RTD曲线得到从加 分发挥 中问包冶金功能的 目的有着重要的意义。 入示踪剂到中间包水 口开始出现示踪剂的时问即为 响应时问，示踪剂浓度达到最大值的时间为峰值时 1 水模型的建立 问，然后计算出钢水的平均停留时间。 1．1 理论依据 根据中间包的对称性，采用 DJ8OO水工测量仪 水模型即物理模拟是遵循相似原理、以模型与 对 1流、2流和3流的钢水流动情况进行模拟监测。 原型之间的物理相似或几何相似为基础、用模型来 采样取 1500个点，数据采集间隔为 1s，每个工况 模拟原型物理现象的一种模拟方法。实验模拟系统 连续测量 3次，然后取其平均值作为研究数据。 如图 1所示 。 2 实验方案 2．1 实验方案设计原则 为了使中问包能够最大限度地去除钢液中的夹 杂物且使中间包内的温度更加均匀，合理的中问包 内流体的流动形式为：最小的死区比例，且 Vd最 小；(提高平均停 留时间)；最大的活塞区比例，即 Vp最大；(提高滞止时间)；具有一定指向表面的流 动；包含有一定的混合区；平静的钢液液面。 图 1 试验设备装置示意 2．2 实验方案设计 1．2 实验方法 首先，以特殊钢厂三流 中间包为研究对象