H型钢连铸质量缺陷和浸入式水口结构优化的数值模拟

连铸结晶器是连铸机的关键部件之一，它的形状与尺寸，直接关系到浸入式水口和塞棒的 设计。在连铸耐火材料生产厂，在设计浸入式水口和塞棒时，往往要根据连铸结晶器的形状、 大小和长度，确定浸入式水口插入结晶器部分的直径和长度；确定出钢口的数量、形状和尺 寸。还要根据结晶器振幅大小、渣线层厚度和双渣线操作位置确定浸入式水口的渣线位置和 长度。 为了控制浸入式水口进入结晶器的钢水流量，还要确定浸入式水口的碗部（水口窝）形 状和与其匹配的塞棒棒头。最后还要根据钢厂连铸浇注的钢种、钢水处理的方式和连浇时间， 确定浸入式水口和塞棒的材质。 浸入式水口的设计 1浸入式水口碗部 浸入式水口碗部，如图1，a和b所示。浸入式水口头部的外部形状有两种形式：图1-a 为圆锥体；图1-b为圆柱体与圆锥体的组合。 为了叙述方便：命名φa为水口圆锥体或圆柱体上口面外径，即浸入式水口头部的

为了搞清连铸含钛不锈钢时浸入式水口cao.tio2型结瘤的机理,在实验室碳管炉中进行了铝碳质耐材棒浸入321不锈钢钢液的实验。结果表明,结瘤是由于钢中cao.tio2等夹杂物沉淀附着在耐材棒表面形成的。如果存在二次氧化,钢中夹杂物数量明显增加,相应形成的结瘤层也较厚。提高钢液温度50℃对钢中生成的氧化物夹杂的类型没有影响,但是,能显著减少结瘤层中的凝固金属,使结瘤层减薄。

对帘线钢用连铸浸入式水口材质和钢液的相互作用进行试验研究。结果表明,使用后的水口内表面层耐火材料中al2o3含量由于发生脱碳反应而升高,c基本消失,cao含量由于钢中夹杂物黏附而升高;使用后的水口由于钢液的冲刷和侵蚀存在损坏情况,造成高al2o3含量的耐火材料脱落进入钢水中,污染钢液,使钢中出现al2o3夹杂物,这种夹杂成为帘线钢后续加工过程的裂纹源,严重影响帘线钢质量。

应用数值模拟软件对唐钢中薄板坯连铸结晶器及浸入式水口内的钢水流场、温度场进行数值模拟,分析了水口结构、拉速、浸入深度和铸坯断面对流场和温度场的影响,在此基础上确定了水口的最佳结构和浸入深度,并在生产中进行了验证,不但提高了铸坯质量和产量且稳定了连铸生产。

根据太钢三流220mm×220mm方坯连铸中间包结构和工艺参数,利用ansysfluent数值模拟软件对该中间包流场和温度场进行模拟研究。结果表明,原型中间包流场不合理,第2流钢液存在短路流和死区,各流一致性较差。优化方案通过在浇注区设立挡墙,形成钢流缓冲区,钢液重新分配,流场一致性得到了大幅度改善。最优方案应用于现场后,相对于原方案第1、2流夹杂物数量分别降低了9.51%、23.52%,流间夹杂物数量差异降低了52.72%,两流夹杂物数量和流间夹杂物数量差异都明显降低。

**资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.***

由于生产轴承钢水口的堵塞,严重影响生产的顺利进行。利用化学分析、相分析和岩相分析的方法对浸入式水口堵塞物及其耐火材料进行研究。结果表明,发生水口堵塞的位置主要在水口渣线部,堵塞物化学成分主要以金属fe为主,其它含有al、cr、si、c等物质。而水口内壁物质主要是al2o3、sio2、cao、cr2o3、feo等氧化物。从x射线分析看,这些物质主要是熔点较高的cao和al2o3形成的cao·2al2o3和cao·6al2o3。由此分析得出,钢水金属冷凝、连铸保护浇铸不好和钢水不洁净是造成水口堵塞的主要原因。同时给出了防止水口堵塞的技术措施。

通过数值模拟研究了304不锈钢200mm×1550mm板坯结晶器内用原水口时的钢液流场及钢-渣界面的特征。结果表明,原水口的结晶器流场的上回流过强,钢-渣界面的不稳定,结晶器窄边渣液层薄,易发生卷渣和钢液裸露;最优化水口结构为将原水口v型底部改成凹型、增加水口出口形状的锥度、向上倾角10°。

对不锈钢304板坯连铸浸入式水口堵塞状况进行了探讨,对水口内壁所形成的明显三层物质及其形成原因进行了分析,并提出了改善水口堵塞的措施。

针对某公司研制的td150型管道泵在试验中出现设计点扬程偏低、小流量下噪声较大等问题,对泵内部流场进行了全流道数值模拟,提出了优化方案,对优化后的管道泵进行了性能及噪声试验,结果表明,试验和数值模拟结果相差较少,小流量下泵的噪声显著降低,额定点扬程明显提高。

针对板坯连铸过程,建立了钢液流动、传热、凝固的三维耦合数值计算程序,计算、分析了浸入式水口底部开孔与否对连铸过程钢液的流动、凝固特征的影响.计算结果表明,浸入式水口下部的开孔可以有效地抑制下回流区的长度,有利于形成较为稳定的凝固坯壳,特别是可以防止一般水口在角部附近大面的拉漏.同时对于均匀断面温度有一定的作用,因此保留下部开孔是有益的.

气泡发生器作为离心浮选机的核心部件,其结构参数直接影响充气性能。运用cfd软件starccm+对气泡发生器不同面积比的流场规律进行了两相流数值模拟,得到了速度场、压力以及吸气量等参数。模拟结果表明,在其他参数不变的情况下,吸气量随面积比增大呈降低趋势,面积比大于3.57后吸气量变化明显;扩散管出口速度随面积比的增大而先增大后减小,在面积比3.57处出现峰值;喉管处负压值随面积比增大呈减小趋势。根据数值模拟的结果,得出喉管与喷嘴的最佳面积比为3.57,为气泡发生器的结构优化提供了依据。

梅钢浸入式水口防止堵塞的机理研究与实践

含钛轴承不锈钢浇注过程中浸入式水口的结渣

采用k-ε湍流模型封闭reynods方程及vof法追踪自由水面,对南迪普火电厂虹吸井和排水口的排水过程进行了三维数值模拟,其结果与模型试验结果吻合良好,表明三维数学模型用于虹吸井和排水口泄流模拟是可行的。在此基础上,针对原设计方案虹吸井溢流堰泄流偏于一侧、流速分布不均匀等缺点,分析了迷宫堰取代原方案折型堰后的流态,经三维数值模拟验证,迷宫堰堰上过流量及堰后流速分布基本均匀对称,是一种较为理想的堰型。

本文采用有限容积法对50种具有不同孔数及排列方式的240×115×90粘土空心砖进行了当量导热系数的三维数值模拟研究.模拟中考虑了粘土空心砖的孔内表面辐射、孔数及排列方式以及室内外温差对其当量导热系数的影响.模拟结果表明:孔内表面辐射对当量导热系数有不可忽略的作用,孔数及排列方式直接影响当量导热系数的值,存在具有最低当量导热系数的粘土空心砖结构.在该结构下空心砖的当量导热系数几乎不随室内外温差的变化而变.模拟结果对粘上空心砖的结构选型、工程设计及建筑节能具有重要的意义。

本文对304不锈钢板坯连铸中包浸入式水口堵塞状况进行了探讨，并对水口内壁所形成的明显的三层物质及其形成原因进行了分析，提出了改善水口堵塞的措施。

采用烧结法合成了致密的复合了cao-sio2系化合物cazro3质材料,研究了cao-sio2系化合物的复合量和不同添加剂对复合材料的致密化及与al2o3反应能力扔影响。提高了与al2o3的反应能力。两种sio2-al2o3系添加剂均能大大

板材成形数值模拟技术和现代优化的集成将大大提高设计质量,缩短产品上市时间。两种方法的结合,必须对板材的成形缺陷进行量化的表示,以形成目标函数和约束条件。为此,本文提出了质量函数的概念,并对起皱、平台区、破裂及回弹等常见缺陷进行了定义。

利用三维紊流数学模型,对某抽水蓄能电站上水库进/出水口原方案及其优化方案抽水和发电工况进行数值模拟,分析了进/出水口段的水头损失、进/出水口段的流态和流速分布等。原方案在抽水工况下,存在扩散段及调整段顶盖板下部产生水流分离区、拦污栅断面有反向流速、各孔口流速不均匀系数偏大等不利水力学现象。考虑以上不利因素,需对原方案进行优化。优化方案计算结果表明,在扩散段和防涡梁段之间增加调整段、压低扩散段盖板扩散角以及增加扩散段长度等措施均能改善水流流态。

伴随着油田的进一步开采,井内的气液有效分离变得越来越重要.柱式气液旋流分离器由于结构简单和制作成本低而在油田很受欢迎.一个典型气液旋流分离器被用于数值模拟计算.基于混合物模型下的三维湍流模型被用来描述分离器内混合物流动情况.通过数值模拟,分析了不同参数下(分离器长度、出口直径等)的气液分离效率.随着分离器长度增加,气液分离效率降低;随着出口直径的增大,气液分离效率先提高后降低.矩形入口形状比圆形入口形状更适合旋流分离器,气液分离效率从66.45%提高到79.04%.最后,最佳几何结构被提出,在最佳结构下气液分离效率为86.15%.

该文以航天煤化工系统中的某型号笼式调节阀为研究对象,应用cfd数值模拟方法研究了调节阀的内流场特性。通过模拟给定压差下阀门不同开度的流量特性,得到调节阀的流量特性曲线,并与试验测定的数据进行比较分析,模拟值与试验值吻合较好。根据流场特性对流道做了优化并对新结构做了数值模拟,结果表明,优化后的流道流阻减小、涡流强度减弱、进而减少了能量损失。