学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大方坯六流中间包控流装置优化的数值模拟研究

作　者: 刘鲁宁
导　师: 兰岳光
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 热能工程
关键词: 大方坯六流中间包控流装置数值模拟
分类号: TF777.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 82次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

中间包是炼钢生产流程中重要的冶金反应器,除具有储存、分配钢液的作用外,还具有净化钢液、去除钢中非金属夹杂物的作用。而其主要的冶金作用是通过设置控流装置,调整钢液流动状态,以达到均匀温度和促进非金属夹杂物上浮的效果。为此,许多研究者采用数值模拟的方法,对中间包内钢液的流动及其控制进行了研究。本文从某钢厂实际出发,以大方坯连铸机六流中间包为研究对象,依据现场工艺参数(入水口内径:80mm;出水口内径:50mm;铸坯断面尺寸:280mm×380mm;正常拉速:0.7m/min),利用模拟软件分别对无控流装置、原有控流装置和优化控流装置三种方案下的中间包流场、温度场、夹杂物运动轨迹及钢液停留时间进行模拟。结果表明:采用优化方案后,中间包内钢液充分混合,死区体积减少到6.5%,钢液越过坝后速度较小,不会发生卷渣现象;中间包内温度场更加均匀,最大温差减小到37℃;各流出口最大温差仅为5℃;夹杂物去除率提高到71.7%;明显提高了小于50μm小尺寸夹杂物的去除率。通过对模拟结果进行对比分析,发现优化方案能有效降低中间包内夹杂物含量、延长钢液平均停留时间、较大程度地改善流场形态,均衡钢液温度,其结果对连铸生产具有一定的指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
引言  10-11
1 文献综述  11-29
  1.1 连铸技术发展状况  11-14
    1.1.1 国外连铸技术的发展概况  11-12
    1.1.2 我国连铸技术的发展概况  12-13
    1.1.3 连铸技术的优越性  13
    1.1.4 现代炼钢生产流程  13-14
  1.2 中间包冶金技术的发展  14-19
    1.2.1 中间包的作用  15-16
    1.2.2 中间包的冶金功能  16
    1.2.3 多流中间包内钢液流动的研究  16-19
  1.3 连铸过程模拟技术  19-28
    1.3.1 连铸过程的物理模拟技术  19-20
    1.3.2 连铸过程的数值模拟技术  20-28
  1.4 课题的目的意义及研究内容  28-29
2 数值模拟理论基础  29-34
  2.1 模拟软件的结构及求解过程  29
  2.2 前处理过程  29-31
  2.3 求解过程  31-33
  2.4 后处理方法  33-34
3 中间包物理数学模型的建立  34-48
  3.1 物理模型的建立  34-37
    3.1.1 研究对象  34-35
    3.1.2 基本假设  35
    3.1.3 物理模型  35-37
  3.2 数学模型的建立  37-48
    3.2.1 基本方程  37-43
    3.2.2 边界条件  43-44
    3.2.3 网格划分  44-48
4 数值模拟计算及结果分析  48-76
  4.1 数值模拟计算  48-49
  4.2 中间包内流场数值模拟结果与分析  49-62
    4.2.1 无控流装置中间包内流场分布状况  49-53
    4.2.2 原有控流装置中间包内流场分布状况  53-56
    4.2.3 优化方案中间包内流场分布状况  56-61
    4.2.4 流场数值模拟研究小结  61-62
  4.3 中间包温度场数值模拟结果与分析  62-69
    4.3.1 无控流装置中间包内温度场分布状况  62-64
    4.3.2 原有控流装置中间包内温度场分布状况  64-66
    4.3.3 优化方案中间包内温度场分布状况  66-69
    4.3.4 温度场数值模拟研究小结  69
  4.4 中间包内夹杂物运动分析  69-73
    4.4.1 夹杂物运动轨迹  69-72
    4.4.2 夹杂物去除率对比分析  72-73
  4.5 中间包停留时间分析  73-76
结论  76-77
参考文献  77-81
在学研究成果  81-82
致谢  82

大方坯六流中间包控流装置优化的数值模拟研究

内容摘要

全文目录

相似论文