论文题目: 连铸中间包结晶器流场研究与应用
论文类型: 硕士论文
论文专业: 冶金工程
作者: 余挺进
导师: 谢兵,周宏
关键词: 连铸,中间包,结晶器,流场,数值模拟,物理模拟,工厂实践
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 连铸中间包作为钢水的过渡设备，在促进夹杂物上浮，均匀温度等方面起着重要作用，而要实现它的冶金功能，特别是较小容量的中间包，需要对其内腔及结构进行优化，如设置挡渣墙，控流装置等对促进夹杂物上浮，降低产生涡流时的中间包液面高度有明显的效果。结晶器是夹杂物排除的最后场所，对减少生产事故，改善铸坯的质量，特别是表面质量起着至关重要的作用。要实现结晶器的这些重要功能，合理的结晶器钢液流动行为很关键。 本文通过中间包与结晶器流场的数值模拟和物理模拟研究，对中间包整体及内腔结构进行合理优化，同时对大包到中间包，中间包到结晶器整个系统进行了合理改进。中间包的优化在考虑如何弥补原设计的缺陷，同时又对结晶器钢液流动行为的影响尽可能小的原则下进行。主要研究了如何通过设置堰、坝来促进夹杂物上浮、减小中间包内死区比率，使钢水在中间包内的停留时间延长50％。通过设置防溅筒，减少了大包注流对中间包钢液面的扰动，从而减少了卷渣和钢水的二次氧化。 通过数值和物理模拟，研究了结晶器浸入式水口插入深度、侧孔角度、孔径等因素对不同断面结晶器内钢液流动行为的影响。得出了适合唐山建龙炼钢厂连铸工艺条件的浸入式水口形式。通过生产实践证明，对中间包和结晶器系统的改造提高了钢水的洁净度、减少了铸坯的质量缺陷和生产事故，取得了明显的经济效益。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
2 连铸中间包及结晶器的研究现状
2.1 中间包的发展和作用
2.1.1 连铸中间包技术简介
2.1.2 中间包夹杂物去除机理
2.1.3 中间包技术国内外发展
2.2 控流装置的作用及发展
2.3 中间包模拟技术发展
2.3.1 中间包流场模拟
2.3.2 中间包温度场模拟
2.4 结晶器流场的研究现状
2.4.1 结晶器流场的研究方法
2.4.2 结晶器流场的研究现状
2.4.3 各种因素对结晶器流场表面速度的影响：
2.4.4 板坯连铸机结晶器内合理流场分析
2.5 板坯连铸机结晶器内流场研究方法
2.5.1 板坯连铸机结晶器内流场水力学模型研究
2.5.2 结晶器内流场的数值模拟研究
3 唐山建龙炼钢厂板坯连铸存在的主要问题
3.1 唐山建龙炼钢厂工艺情况简介
3.2 板坯连铸机工艺参数
3.3 板坯铸机存在的主要问题
4 中间包的结构与流场优化
4.1 中间包内腔的优化设计
4.2 中间包内钢水流动行为的数值模拟
4.2.1 控制方程
4.2.2 计算区域和边界条件
4.2.3 中间包内钢液流场的计算结果
4.3 中间包内钢水流动行为的物理模拟
4.3.1 实验原理与方法
4.3.2 实验方案
4.3.3 实验结果与分析
5 结晶器内钢液流动行为的数理模拟
5.1 模拟对象
5.2 结晶器内钢液流动行为的数值模拟
5.2.1 数学模型的基本方程
5.2.2 计算区域和边界条件
5.2.3 计算结果与分析
5.3 结晶器内钢液流动行为的物理模拟
5.3.1 实验原理与方法
5.3.2 实验方案
5.3.3 实验结果与分析
6 生产工艺的改进与应用实践
6.1 大包到中间包保护浇注的建立
6.1.1 大包保护套管的优化
6.1.2 改进后大包保护套管的密封效果
6.2 中间包本体的优化
6.3 中包到结晶器采用水口快换技术
6.4 水口耐材的优化
6.5 防氧化与防堵措施
6.5.1 防止水口Al_2O_3堵塞的措施
6.5.2 防止冷钢堵水口的措施
6.6 产品质量缺陷的减少
6.7 研究成果在品种开发中的应用
6.7.1 在JL510L开发中的应用
6.7.2 在08A1开发中的应用
6.8 在减少漏钢事故中的作用
7 结论
致谢
参考文献
附录1 唐山建龙热轧钢板缺陷检测报告
附录2 中间包水模实验方案及结果
附录3 结晶器水模实验结果
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2006-12-06
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