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金属学报 2008年第10期44卷 1203-1208页

作者：王赘钟云波任忠鸣王保军雷作胜张小伟上海大学上海市现代冶金与材料制备重点实验室上海200072

采用数值模拟方法对离心中间包内钢液的流动结构及混合特性进行了研究,并用水模型结果进行了验证.流场的研究结果表明:旋转室内强烈的湍流极大地促进了夹杂物的湍流碰撞生长.另外,在旋转室切向出流的影响下,分配室内形成了较大的水平环... 详细信息

采用数值模拟方法对离心中间包内钢液的流动结构及混合特性进行了研究,并用水模型结果进行了验证.流场的研究结果表明:旋转室内强烈的湍流极大地促进了夹杂物的湍流碰撞生长.另外,在旋转室切向出流的影响下,分配室内形成了较大的水平环流.环流的形成增强了钢液的混合程度,且延长了夹杂物沿着液面运动的距离,增大了夹杂物的去除机会.对钢液停留时间分布(RTD)的预测结果表明:由于钢液的旋转流动,离心中间包内的死区体积明显减小,活塞区及混流区体积增加,从而夹杂物的上浮去除率提高.

关键词：离心中间包钢液流动夹杂物数值模拟

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数值模拟离心中间包内夹杂物的行为

数值模拟离心中间包内夹杂物的行为

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作者：乔红东辽宁科技大学

学位级别：硕士

中包间作为炼钢过程中最后一个冶金反应容器,对提高钢液中夹杂物的去除率和生产高品质的洁净钢具有举足轻重的作用。本文以冶炼高洁净度的轴承钢为研究对象,以离心式中间包几何模型为基础,通过ANSYS CFX软件对离心中间包内的流场、夹杂... 详细信息

中包间作为炼钢过程中最后一个冶金反应容器,对提高钢液中夹杂物的去除率和生产高品质的洁净钢具有举足轻重的作用。本文以冶炼高洁净度的轴承钢为研究对象,以离心式中间包几何模型为基础,通过ANSYS CFX软件对离心中间包内的流场、夹杂物的运动轨迹进行数值模拟。探究不同直径的夹杂物的运动规律,对比分析不同挡坝形状、高度、挡坝前外加静磁场、不同水口位置、角度、和浸入深度对中间包流场和夹杂物去除率的影响。得出主要结论如下:（1）随着夹杂物的尺寸增大上浮去除率也随之增大。当夹杂物的尺寸较小时,夹杂物主要受到钢液拖拽力的作用随钢液从出口流出,10μm夹杂物上浮去除率仅为10.2%。当夹杂物的尺寸较大时,夹杂物主要受浮力的作用上浮到自由液面被保护渣吸收,200μm的夹杂物上浮去除率高达100%。夹杂物的尺寸越大在中间包内的平均停留时间越少。（2）不同密度的夹杂物在旋转室内上浮的数量比较少,大部分夹杂物在分配室内上浮吸收。随着密度的增加夹杂物在中间包内受到的浮力在减小并且上浮的数量也在减少,2500kg/m的夹杂物对比于5450kg/m的夹杂物去除率增加了35.9%。（3）四种不同形状的挡坝在旋转室内的流型差别不大,在分配室内的流动各有不同,原型挡坝和T挡坝在自由液面的波动最小,后V型挡坝钢液流动最为剧烈,前V型挡坝在挡坝前形成较大的回流和涡流增大卷渣的可能性。通过RTD曲线的计算结果显示四种挡坝的平均停留时间和死区体积相差不大,50μm夹杂物去除率原型挡坝最高为37%,前V型挡坝最低为26.2%。（4）通过RTD曲线的计算结果显示挡坝的高度对中间包流动影响差别很小,50μm夹杂物去除率随着坝高高度依次为33.8%、37%、35.4%、35.8%,总体来看不同挡坝高度对中间包控流效果比较接近,挡坝应设置为略高于连接通道的高度应该最佳。（5）随着磁感应场强度的增加磁场对钢液的电磁制动效果增强,挡坝前的回流和涡流有显著的减少,分配室内形成了更加平稳的水平环流,自由液面的湍动能也随之大幅度降低。磁场强度为0.3T相较于无磁场,死区体积减少2.6%,平均停留时间增加23.7s,响应时间延长了14s,活塞区体积增加6.8%,50μm夹杂物去除率增加了25%。（6）不同角度水口的旋转室内钢液的流动截然不同。45°弯水口钢液的停留时间比直水口和90°弯水口分别增加了61.3s和67s,90°弯水口夹杂物上浮去除率最高为44.7%,比直水口和45°弯水口分别增加了7.7%和3.6%。（7）B型弯水口在a和b位置时旋转室内的钢液和夹杂物做离心运动,产生了剧烈的水平旋流,增加了旋转室内的夹杂物的碰撞聚合的机率,减少了旋转室内的短路流,对钢液进行充分的搅拌。B型弯水口在b位置处与直水口相比,钢液平均停留时间延长88.6s,死区体积减少1.5%。（8）随着弯水口的浸入深度增加,旋转室内注流区的湍动能增大,钢液的旋流强度增强,对旋转室内的壁面和底部的冲刷增加,但钢液的平均停留时间减少,夹杂物的去除率也明显的降低。从夹杂物的去除来看,浸入深度为100mm时夹杂物的去除率为47%比500mm增加了19.3%。弯水口的浸入深度不能太深,100mm左右的浸入深度应为比较合理的深度。

关键词：数值模拟离心中间包静磁场弯水口水平旋流

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离心中间包净化钢液的物理模拟

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上海金属 2006年第1期28卷 14-18页

作者：钟云波孟宪俭任忠鸣李志华邓康徐匡迪上海大学材料学院上海市现代冶金与材料制备重点实验室山东莱芜钢铁股份有限公司

采用物理模拟的方法,对离心中间包净化钢液的动力学进行了考察。采用低熔点金属液,分别考察金属液柱高度、锥度、磁感应强度、电阻率、磁场分布、屏蔽等对金属液旋转运动的影响。结果表明,增加磁感应强度、提高金属液柱深度、适当增加... 详细信息

采用物理模拟的方法,对离心中间包净化钢液的动力学进行了考察。采用低熔点金属液,分别考察金属液柱高度、锥度、磁感应强度、电阻率、磁场分布、屏蔽等对金属液旋转运动的影响。结果表明,增加磁感应强度、提高金属液柱深度、适当增加金属液旋转腔的锥度将有助于获得更高的金属液转速;金属液旋转速度与金属液的电阻率成反比关系。当磁感应强度为14.4mT时,钢液的转速预计可达80r/min;采用活塞流模型计算的夹杂物去除效果表明,100 r/min的钢液转速和钢液1t/min的流量下,直径20μm以上的夹杂物去除效率可以达到70%以上。

关键词：离心中间包旋转磁场钢液净化物理模拟

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离心中间包技术的开发研究

离心中间包技术的开发研究

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2007中国钢铁年会

作者：张昧茗张晓兵李青陆斌沈春飞李步明宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司技术中心宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司技术中心宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司技术中心宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司技术中心宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司技术中心宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司技术中心

作为一项中间包精炼技术,宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司新开发的连铸离心中间包技术将钢包精炼技术运用到中间包中。并进行了3．5t 离心中间包的工定试验,用该技术处理了560t 钢液。试验结果表明,与常规中间包连铸相比,使用离心中... 详细信息

作为一项中间包精炼技术,宝山钢铁股份有限公司不锈钢分公司新开发的连铸离心中间包技术将钢包精炼技术运用到中间包中。并进行了3．5t 离心中间包的工定试验,用该技术处理了560t 钢液。试验结果表明,与常规中间包连铸相比,使用离心中间包技术钢液总氧含量降低30%以上,成品钢中非金属夹杂物的尺寸小于5μm。

关键词：电磁搅拌离心中间包脱氧

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离心式连铸中间包内钢液流动特性的模拟

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特种铸造及有色合金 2008年第11期28卷 868-871页

作者：王赟钟云波任忠鸣王保军雷作胜张小伟上海大学上海市现代冶金与材料制备重点实验室

采用数值模拟对离心中间包内的钢液流动特性进行了研究,考察了分配室中挡坝的位置及旋转磁场强度对整体流场结构的影响,并通过试验验证了计算结果的可靠性。研究结果表明,当坝距较小时,分配室内形成了较大的水平环流,环流的形成有利于... 详细信息

采用数值模拟对离心中间包内的钢液流动特性进行了研究,考察了分配室中挡坝的位置及旋转磁场强度对整体流场结构的影响,并通过试验验证了计算结果的可靠性。研究结果表明,当坝距较小时,分配室内形成了较大的水平环流,环流的形成有利于夹杂物的上浮去除。而当坝距较大时,分配室内的流场结构则呈现明显的非对称性,且随着坝距的增加,非对称越明显。这种非对称性的流场分布不利于钢液的混合,并导致了死区的形成。当磁场强度超过一定值时,磁场强度对钢液的整体流动形态无明显的影响。

关键词：离心中间包流动特性数值模拟非对称性

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中间包钢水自旋可行性水模实验研究

中间包钢水自旋可行性水模实验研究

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中国科协2003年学术年会

作者：李环匡世波邹宗树兰岳光东北大学材料冶金学院

中间包内的流动是一个三维的湍流流动,但是要想提高钢液的纯净度,在保证钢液温度合理的条件下,应该尽量降低中间包内钢液的湍流特性,并延长其运动路径。中间包控流装置就是在这个原理下诞生的。然而当钢液从大包内注入到中间包时,在静... 详细信息

中间包内的流动是一个三维的湍流流动,但是要想提高钢液的纯净度,在保证钢液温度合理的条件下,应该尽量降低中间包内钢液的湍流特性,并延长其运动路径。中间包控流装置就是在这个原理下诞生的。然而当钢液从大包内注入到中间包时,在静压力的作用下必然对中间包冲击区内形成一定的扰动。湍流控制器和上挡墙使用一个目

关键词：钢铁冶金湍流控制器离心中间包自旋中间包

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