新型通道式感应加热中间包流场的模拟与优化

作     者：霍佳 宋思程 陈良勇 孙庆廷 刘国平 孙彦辉 

作者机构：北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心 河钢集团石钢公司 

出 版 物：《钢铁研究学报》 (Journal of Iron and Steel Research)

年 卷 期：2024年第12期

页      面：1555-1565页

核心收录：

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主　　题：中间包 感应加热 通道结构 死区比例 平均停留时间 

摘      要：为了解决某钢厂五流感应加热中间包内部钢液流动一致性较差,存在较大温差的情况,提出一种新型通道出口结构优化中间包流场。针对通道出口结构设计正交实验,获得不同方案的时间停留分布(RTD曲线),结合极差分析和水模实验的实际情况确定通道出口的最优结构,为实验3方案。该方案分流口1孔径为90mm,竖直倾角为15°,水平倾角为20°;分流口2的孔径为80mm,水平倾角为20°;通道直径为100mm。该结构下死区比例为18.61%,较原型结构减少了17.77%,平均停留时间标准差为8.36s,较原型中间包提升了66.64%。通过数模实验针对实验3进行流场和温度场的模拟,结果表明,具有角度的变径分口通道结构能够使钢液在中间包内进行充分的物质和能量交换,有效提升流场和温度场的均匀性,为后续优化通道感应加热中间包的物理场提供理论基础。