三流异型连铸中间包结构优化的数值模拟.pdfVIP

第 36卷第 5期 武 汉 科 技 大 学 学 报 Vo1．36。No．5 2013年 1O月 JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnology 0et．2013 三流异型连铸 中间包结构优化 的数值模拟 王红娜 ，王鑫潮 ，郑宝安 ，樊世亮 ，陈 列 ，成国光 (1．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京，100083；2．西宁特殊钢股份有限公司，青海 西宁，810005) 摘要 ：根据西宁特殊钢股份有限公司三流异型连铸 中间包的结构和操作参数 ，提 出中间包结构的优化方案 ，应 用ANSYSCFX数值模拟软件计算不 同控流装置下中间包内的流场和温度场分布 ，并建立物理模型对数值模 拟的结果进行验证 ，确定最佳 的优化方案。结果表 明，原型中间包内流场和温度场分布不均匀，3个水 口最大 温差达 3．11K，导致各水 口处铸坯质量存在差异 ；使用 U形挡墙后 ，中间包内钢液 的流动特性得 以改善 ，其成 分和温度分布更为均匀，3个水 口的最大温差仅为 0．2OK。 关键词 ：连铸 中间包；结构优化 ；数值模拟 ；流场 ；温度场 中图分类号 ：TF777．1 文献标志码 ：A 文章编号 ：1674—3644(2013)05—0337—06 在连铸过程中，中间包 内部钢液的流动状态 、 度矢量 ，rn ·sI。；z 为 i方 向坐标 。 温度分布以及内部非金属夹杂物的尺寸和数量都 动量方程 (Navier—Stokes方程) 是影响产品质量 的重要因素 。引入合理 的控流装 OUilAj 厂(32Ui) ap + 一 — lD 一 e。ff-， 一 十 曙曙·+十 F ((2z)) lD 。 置 ，有助于改善 中间包 内钢液的流动特性[】]，促 进钢液成分和温度的均匀分布 。本文针对西宁特 式中： 为J方 向钢液速度矢量 ，m ·s_。； 为 殊钢股份有限公司 (以下简称 “西宁特钢”)三流异 方向坐标 ； 为有效黏度系数 ，Pa·S；P为压力 ， 型中间包内温度分布不均以及各水 口处铸坯质量 Pa；g 为重力加速度 ，in ·s一；F 为热浮力 ，N。 存在差异等问题 ，用 ANSYSCFX软件计算不同 湍动能方程 控流装置下 中间包 内流场和温度场 的分布 ，以期 a 3 得到较佳 的中间包结构优化方案 。 x , [p一差]