湍流抑制器对中间包钢液流动的影响 被引量：5

1

作者 阮文康 包燕平 +2 位作者 李怡宏 王敏 田永华 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期161-164,共4页

采用水模拟试验研究湍流抑制器对中间包钢液流动特性的影响。结果表明,拉速变化时单层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小,双层湍流抑制器能延长包内钢液平均停留时间;液位变化时双层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小,相同液位下双层湍... 采用水模拟试验研究湍流抑制器对中间包钢液流动特性的影响。结果表明,拉速变化时单层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小,双层湍流抑制器能延长包内钢液平均停留时间;液位变化时双层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小,相同液位下双层湍流抑制器使钢液在中间包内平均停留时间较之于单层湍抑器相应值至少增加20s;3种湍流抑制器对中间包流场的改善程度从大到小排序为:双层湍流抑制器,八角形湍流抑制器,单层湍流抑制器。 展开更多

关键词 中间包 钢液流动 湍流抑制器 拉速 液位

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中间包湍流抑制器挡片对夹杂物去除的影响 被引量：3

2

作者 叶琛 金焱 +2 位作者 常正昇 罗霄 袁辉 《铸造技术》 北大核心 2017年第6期1419-1421,共3页

中间包内安装湍流抑制器,并在其底部设置旋度一致的挡片,能够使经长水口注入的钢液在中间包冲击区内形成一个旋转的速度场。中间包内夹杂物在旋转流场中受到向心力的作用向中心汇集,长大上浮而去除。为了研究中间包内湍流抑制器设置挡... 中间包内安装湍流抑制器,并在其底部设置旋度一致的挡片,能够使经长水口注入的钢液在中间包冲击区内形成一个旋转的速度场。中间包内夹杂物在旋转流场中受到向心力的作用向中心汇集,长大上浮而去除。为了研究中间包内湍流抑制器设置挡片对夹杂物去除的具体影响,建立水模型实验。在水模型实验中,设挡片大小及旋度两个参数,每个参数有3个变量。实验结果表明,实验组3(b)挡片宽高为28 mm×40 mm,旋度为30°时去除夹杂物的效果最好。 展开更多

关键词 中间包 湍流抑制器 挡片 旋度

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单流板坯中间包内湍流抑制器对流场的影响 被引量：3

3

作者 朱正海 周俐 +1 位作者 彭世恒 刘大方 《宽厚板》 2005年第6期1-3,共3页

通过水力学模型实验,研究了湍流抑制器对单流板坯中间包内钢液流动的影响,并比较了有无湍流抑制器时中间包内钢液流动的特性。湍流抑制器使钢液由长水口注入中间包后再返回,从而消除了中间包短路流,发展了表面流,延长了滞止时间和平均... 通过水力学模型实验,研究了湍流抑制器对单流板坯中间包内钢液流动的影响,并比较了有无湍流抑制器时中间包内钢液流动的特性。湍流抑制器使钢液由长水口注入中间包后再返回,从而消除了中间包短路流,发展了表面流,延长了滞止时间和平均停留时间,有利于中间包内夹杂物的去除。湍流抑制器与单挡坝的结构在控制中间包内钢液流动方面效果较好。 展开更多

关键词 板坯 中间包 湍流抑制器 水力学模型实验

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开浇过程湍流抑制器消能行为的数值模拟

4

作者 林鹏 金焱 +3 位作者 甘菲芳 马国军 刘子钰 程常桂 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期127-141,共15页

中间包开浇过程中钢液流速大,极易造成钢液飞溅。有关开浇过程钢液流场的研究较少,缺乏相关机理性研究。根据钢液流动特性,引入水力学消能的概念,对中间包开浇过程中钢液流场变化以及内旋型湍流抑制器对开浇钢液的消能效果进行研究,并... 中间包开浇过程中钢液流速大,极易造成钢液飞溅。有关开浇过程钢液流场的研究较少,缺乏相关机理性研究。根据钢液流动特性,引入水力学消能的概念,对中间包开浇过程中钢液流场变化以及内旋型湍流抑制器对开浇钢液的消能效果进行研究,并对不同结构湍流抑制器的消能效果及影响因素进行分析,得出开浇过程中钢液流场变化情况和内旋型湍流抑制器消能效果的作用机理。方形湍流抑制器通过挑流消能方式消能;波浪形湍流抑制器主要通过底流消能,次级消能方式为挑流消能;月牙形湍流抑制器通过形成表面旋流的面流、窄缝式消能等消能方式对钢液进行消能;内旋型湍流抑制器通过面流、窄缝式消能、旋滚流消能和孔流消能等结合的方式对钢液进行消能。内旋型湍流抑制器多种消能机理相结合的方式,对钢液的消能效果最明显。研究结果表明,内旋型湍流抑制器的综合消能表现最佳,可以有效降低开浇过程中钢液飞溅的高度,降低卷入的空气量。研究结果为湍流抑制器优化设计提供了理论基础及参考数据,可以有效提高湍流抑制器的利用率,降低生产成本,有较好的应用前景。 展开更多

关键词 开浇 湍流抑制器 消能率 中间包 数值模拟

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顶旋型湍流抑制器优化中间包流场的物理模拟 被引量：14

5

作者 王家辉 张华 +3 位作者 方庆 周家朝 谢旭琦 倪红卫 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期72-82,共11页

设计了一种顶旋型湍流抑制器,使中间包冲击区内钢液在其作用下产生旋转的速度场,从而削弱钢液回流至钢-渣界面的强度,降低湍动能,避免卷渣和钢液二次氧化,以达到在冲击区内净化钢液的目的。通过水模型试验对比分析了无湍流抑制器、普通... 设计了一种顶旋型湍流抑制器,使中间包冲击区内钢液在其作用下产生旋转的速度场,从而削弱钢液回流至钢-渣界面的强度,降低湍动能,避免卷渣和钢液二次氧化,以达到在冲击区内净化钢液的目的。通过水模型试验对比分析了无湍流抑制器、普通湍流抑制器和顶旋型湍流抑制器下单流中间包稳态浇注、开浇和换钢包时的多相流动行为,验证所设计的顶旋型湍流抑制器在中间包各操作阶段的优越性。结果表明,顶旋型湍流抑制器对中间包稳态浇注过程无负面影响,对非稳态浇注过程有明显改善效果。与不使用湍流抑制器相比,可以使钢液的平均停留时间由308.5 s延长至327.4 s,死区体积分数由9.67%减小至4.13%,响应时间由69 s增加到109 s,有效避免了短路流的出现。不采用湍流抑制器和采用普通湍流抑制器的中间包在开浇充包50 s后会分别产生115 cm^(2)和55 cm^(2)左右的钢液裸露,在换钢包过程再充包20 s后会分别产生90 cm^(2)和50 cm^(2)左右的钢液裸露,而采用顶旋型湍流抑制器均不会产生钢液裸露现象,且相较普通湍流抑制器可以有效降低开浇换钢包过程中钢-渣界面的液面波动幅度。顶旋型湍流抑制器可以有效改善钢液的流动状态,避免非稳态浇注时的卷渣及钢液二次氧化,提高钢液洁净度和金属收得率,且在不明显增加成本的前提下确保较高的使用时效,有较高的推广及应用价值。 展开更多

关键词 中间包 湍流抑制器 水模型试验 非稳态浇注 开浇

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顶旋型湍流抑制器对单流板坯中间包内湍流行为的影响 被引量：14

6

作者 王家辉 方庆 +2 位作者 朱爽 李杨 张华 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期575-583,共9页

设计了一种顶旋型湍流抑制器,使钢液产生旋转流场,降低钢/渣界面速度,促进夹杂物的去除,达到净化钢液的目的,并利用数值模拟的方法,对单流板坯中间包在稳态和非稳态时的流场进行研究。结果表明:使用新型抑制器相较于不使用和使用普通抑... 设计了一种顶旋型湍流抑制器,使钢液产生旋转流场,降低钢/渣界面速度,促进夹杂物的去除,达到净化钢液的目的,并利用数值模拟的方法,对单流板坯中间包在稳态和非稳态时的流场进行研究。结果表明:使用新型抑制器相较于不使用和使用普通抑制器,对中间包稳态浇注流场有明显的改善,死区体积明显减小。拉速和中间包容量改变时,新型抑制器比普通抑制器对中间包液面波动的抑制效果更好。当拉速为1.15、1.55和1.85 m/min时,使用新型抑制器的中间包自由液面的平均速度分别为0.040、0.053和0.062 m/s,相较于普通抑制器分别降低了21.6%、24.3%和26.2%。当中间包容量为40、30和25 t时,使用新型抑制器相比于普通抑制器,自由液面的湍动能分别减少了20.9%、25.0%和26.3%。 展开更多

关键词 中间包 湍流抑制器 RTD曲线 非稳态浇注 数值模拟

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装备方形有檐旋流型湍流控制器的中间包流场数值模拟研究 被引量：3

7

作者 黎雯 金焱 +3 位作者 方开元 王震 董晓森 程常桂 《铸造技术》 CAS 2018年第5期972-975,共4页

为了进一步改善中间包流场,基于数学模型研究了方形有檐旋流型湍流抑制器对中间包流场的作用特点。结果表明,旋流型湍流抑制器与普通湍流抑制器相比较,湍动能降低明显,且自由表面钢液流动速度要更小。另外,从湍流抑制器侧壁上流出的钢... 为了进一步改善中间包流场,基于数学模型研究了方形有檐旋流型湍流抑制器对中间包流场的作用特点。结果表明,旋流型湍流抑制器与普通湍流抑制器相比较,湍动能降低明显,且自由表面钢液流动速度要更小。另外,从湍流抑制器侧壁上流出的钢液有向上运动的趋势,可有效减少中包内短路流的发生,促进夹杂物上浮。 展开更多

关键词 中间包 湍流抑制器 旋流 数学模型

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中间包结构对钢液流动及夹杂物去除的数值模拟研究 被引量：6

8

作者 李中华 田伟 +4 位作者 吴飞鹏 陈宏亮 陈威 王新东 张立峰 《炼钢》 CAS 北大核心 2023年第2期42-48,共7页

依据河钢集团唐钢新区72 t中间包建立三维数值模型,讨论对比了不同中间包结构包括湍流抑制器、挡墙和挡坝对钢液液位波动、速度分布、停留时间以及夹杂物上浮去除的影响。钢液湍流运动通过求解Realizable k-ε模型实现,钢液停留时间通... 依据河钢集团唐钢新区72 t中间包建立三维数值模型,讨论对比了不同中间包结构包括湍流抑制器、挡墙和挡坝对钢液液位波动、速度分布、停留时间以及夹杂物上浮去除的影响。钢液湍流运动通过求解Realizable k-ε模型实现,钢液停留时间通过求解浓度标量方程(User-Defined Scalar,UDS)实现,夹杂物上浮去除则通过求解离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)得到。结果表明,带檐湍流抑制器和开口湍流抑制器下中间包上水口附近的液面波动较大,是不设置湍流抑制器的情况的3~4倍;而带挡板湍流抑制器下钢液在挡板之间形成循环流动,液位波动较小,甚至小于无湍流抑制器的情况;中间包内挡墙和挡坝同时存在时增加了钢液在中间包的移动距离,有利于夹杂物的上浮去除;在目前条件下,挡墙和挡坝分别距离中间包宽度中心1060 mm和2000 mm时钢液平均停留时间较长以及夹杂物上浮去除率较高。 展开更多

关键词 液位波动 湍流抑制器 挡墙和挡坝 停留时间 中间包

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基于水力学模拟试验的3流连铸20t中间包结构优化研究 被引量：3

9

作者 杨凌志 朱荣 +3 位作者 李超 林腾昌 吴兵 梁建国 《特殊钢》 北大核心 2015年第1期1-4,共4页

采用几何相似比1：2.5的水模型试验研究了带有一字型挡墙,矩形导流孔,水平无倾角的原型中间包以及V形挡墙,倾角0°~40°中80~中120 mm圆形导流孔,并加抑制器的改进结构的流场,得出V字型挡墙＋30°倾角和直径Φ80 mm导流孔... 采用几何相似比1：2.5的水模型试验研究了带有一字型挡墙,矩形导流孔,水平无倾角的原型中间包以及V形挡墙,倾角0°~40°中80~中120 mm圆形导流孔,并加抑制器的改进结构的流场,得出V字型挡墙＋30°倾角和直径Φ80 mm导流孔＋深盘带唇缘型湍流抑制器的改进中间包结构最优,可延长钢液在中间包内的停留时间,死区体积从原中间包的48.16%~63.06%降至1 0.3%~10.9%,有利于夹杂物的快速上浮。 展开更多

关键词 20t中间包 流场模拟 停留时间分布曲线 湍流抑制器 结构优化

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控流条件下中间包流场水模实验研究

10

作者 刘金刚 颜慧成 +1 位作者 刘浏 王新华 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期491-497,共7页

通过对在矩形中间包内无控流条件、湍流抑制器、挡墙与湍流抑制器组合三类情况下的水模型实验,对比RTD曲线、去夹杂量和流线实验的结果得知:无控流条件和湍流抑制器对于流场和夹杂物的去除均作用很小;湍流抑制器与上、下挡墙组合使用时... 通过对在矩形中间包内无控流条件、湍流抑制器、挡墙与湍流抑制器组合三类情况下的水模型实验,对比RTD曲线、去夹杂量和流线实验的结果得知:无控流条件和湍流抑制器对于流场和夹杂物的去除均作用很小;湍流抑制器与上、下挡墙组合使用时,其流场和夹杂物去除效果明显提高,比单独使用挡墙情况稍好;挡墙与湍流抑制器组合使用时,上、下挡墙水平距离加宽效果最佳. 展开更多

关键词 中间包 流场控制 湍流抑制器 水模实验

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板坯单流连铸中间包的流场优化

11

作者 安航航 包燕平 +1 位作者 李太全 贾楠 《河南冶金》 2009年第4期13-16,34,共5页

通过水模型实验,针对现场中间包流场存在的问题,对影响流场的关键因素进行正交优化试验并验证;本文主要在优化后最佳方案的基础上,对不同插入深度和湍流抑制器对中间包流场的影响进行研究,并研究了在非稳态浇注过程中,不同工况下中间包... 通过水模型实验,针对现场中间包流场存在的问题,对影响流场的关键因素进行正交优化试验并验证;本文主要在优化后最佳方案的基础上,对不同插入深度和湍流抑制器对中间包流场的影响进行研究,并研究了在非稳态浇注过程中,不同工况下中间包钢液最低液位的变化。试验结果表明:综合考虑RTD曲线和流场显示,保持中间包液面稳定,拉速为1.2m/m in,在正交优化的最佳方案的情况下,采用圆形湍流抑制器,插入深度为90mm时,中间包内流场较好,死区比例小,平均停留时间长;非稳态浇注过程中采用有坝和圆形湍流抑制器的中间包时,钢液的最低液位比较合理。 展开更多

关键词 中间包流场 插入深度 湍流抑制器 非稳态浇注

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三流中间包流场的物理模拟试验

12

作者 张利平 郑艳 +1 位作者 范黎明 何庆文 《山东冶金》 CAS 2011年第2期30-33,共4页

以莱钢特殊钢厂三流中间包为研究对象做水模拟试验,通过RTD曲线分析和流场观察,结合生产实际及应用的方便、可行性等因素,通过设置、改进挡渣墙、湍流抑制器以及各种挡渣墙与湍流抑制器的组合,试验设计了29组方案。结果表明,原型中间包... 以莱钢特殊钢厂三流中间包为研究对象做水模拟试验,通过RTD曲线分析和流场观察,结合生产实际及应用的方便、可行性等因素,通过设置、改进挡渣墙、湍流抑制器以及各种挡渣墙与湍流抑制器的组合,试验设计了29组方案。结果表明,原型中间包的内部结构不合理,中间包流场存在严重的短路流、死区比例过大、各流滞止时间差大及夹杂物上浮困难等问题;1型挡渣墙+10°+垫底+4号湍流抑制器方案的中间包内流场结构比较合理。 展开更多

关键词 中间包 流场 物理模拟 挡渣墙 湍流抑制器

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中间包结构优化对钢液流动状态的影响

13

作者 李顶涵 段豪剑 +1 位作者 孙亮 张立峰 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期38-50,82,共14页

为了去除夹杂物,提高钢液洁净度,有必要对中间包进行结构优化以改善中间包内部钢液的流动状态。通过物理模拟或数值模拟获得停留时间分布(RTD)曲线,并进一步对停留时间和流场区域进行分析是中间包结构优化的重要手段。通过调研将不同文... 为了去除夹杂物,提高钢液洁净度,有必要对中间包进行结构优化以改善中间包内部钢液的流动状态。通过物理模拟或数值模拟获得停留时间分布(RTD)曲线,并进一步对停留时间和流场区域进行分析是中间包结构优化的重要手段。通过调研将不同文献中单流或者两流中间包的数据转化成无量纲数并筛选、整理、总结,分析了中间包本体的宽度、液位高度、入出口间距、侧壁倾角,中间包湍流抑制器的高度、横截面积以及挡墙和挡坝的位置、高度等结构参数对停留时间和流场的影响,总结归纳了中间包本体和控流装置不同结构参数的最佳比例。研究发现,中间包的宽度与长度之比应为0.15~0.30,液位高度与长度之比应为0.15~0.30,入出口间距与长度之比应为0.8~0.9,侧壁倾角应为10°~15°;湍流抑制器高度与中间包液位高度之比应为0.1~0.2,横截面积与中间包底部横截面积之比应约为0.15,挡墙与长水口之间的距离与中间包长度之比应约为0.2,挡坝高度与中间包液位高度之比应约为0.4或0.7,挡墙与挡坝之间的距离与中间包长度之比应为0.05~0.10,挡坝高度与中间包液位高度之比应约为0.3。研究结果为中间包的结构设计提供了一定程度的指导。 展开更多

关键词 中间包 停留时间 流场 湍流抑制器 挡墙 挡坝

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四流中间包控流装置的组合优化分析

14

作者 霍佳 孙彦辉 +2 位作者 李占春 陈远清 汪德伟 《连铸》 北大核心 2024年第5期30-38,共9页

为了解决某钢厂四流中间包内部钢液流动一致性较差的问题,对中间包挡墙的导流孔结构进行设计,并结合湍流抑制器,形成控流装置的组合结构,优化中间包流场。针对挡墙导流孔结构设计正交试验,通过水模拟试验获得各个方案的时间停留分布(RT... 为了解决某钢厂四流中间包内部钢液流动一致性较差的问题,对中间包挡墙的导流孔结构进行设计,并结合湍流抑制器,形成控流装置的组合结构,优化中间包流场。针对挡墙导流孔结构设计正交试验,通过水模拟试验获得各个方案的时间停留分布(RTD曲线),结合极差分析法和实际情况确定挡墙导流孔最优结构参数以及因素的影响程度。在此基础上设计不同结构的湍流抑制器,与挡墙组合,进行水模拟试验,最终获得了最优的生产方案。研究结果表明,方案U2为挡墙的最佳结构,导流孔参数为竖直倾角25°、直径140 mm、高度400 mm、水平倾角10°,该方案死区比例为17.83%,较原方案减小2.12%,流动一致性较原方案提升了84.61%;将多边型湍流抑制器与U2组合应用后,钢液流动行为最优,该方案死区比例为16.1%,较原型中间包减小3.85%,流动一致性提高71.54%。相对于单一的挡墙结构,U型挡墙+多边型湍流抑制器的组合结构能够有效减小死区比例,大幅降低了水口峰值浓度,延长峰值时间,使水口一致性增强,实现中间包内部流场的优化,为后续开发控流装置组合优化流场提供了理论依据。 展开更多

关键词 中间包 优化结构 挡墙 湍流抑制器 死区比例

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非对称中间包常用控流装置冶金效果的数值模拟 被引量：6

15

作者 宋丽娜 铁占鹏 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期692-703,共12页

采用CFD数值模拟方法定性和定量化分析了不同结构湍流抑制器、导流隔墙及其组合在非对称三流中间包内的应用效果。针对连铸生产中钢包注流温度变化这一实际工况,探讨了不同控流方案的冶金效果。结果表明:当前常用的加檐湍流抑制器可以... 采用CFD数值模拟方法定性和定量化分析了不同结构湍流抑制器、导流隔墙及其组合在非对称三流中间包内的应用效果。针对连铸生产中钢包注流温度变化这一实际工况,探讨了不同控流方案的冶金效果。结果表明:当前常用的加檐湍流抑制器可以更好地降低中间包自由液面湍动能及钢液流速,但在改善非对称中间包流动特性与提高各流一致性方面并不具有明显优势。一种湍流抑制器T3组合2号导流隔墙控流方案可使包内死区比例较仅添加湍流抑制器T2时降低11.41%,活塞流比例增加15.49%,且各流一致性显著提高。此外,当中间包来流温度升高或降低15 K时,T3+2号导流隔墙方案较仅添加湍流抑制器T2而言,导流孔的引导作用使钢液保持指向表面的流动形式,既有利于钢水中夹杂物的上浮去除,也可提高这种非对称中间包中各流冶金效果的一致性。 展开更多

关键词 非对称中间包 数值模拟 湍流抑制器 导流隔墙 非等温流动

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