板坯连铸中间包钢液流场的数学模拟

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板坯连铸中间包钢液流场的数学模拟

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2模拟方案
济钢一炼钢厂的工艺条件设计数值计算的方案如表1，A组计算挡墙与人口距离对中间包内钢液流动
的影响，挡墙距人口距离取值见表1(600，800，1000 mm)；其余3个变量挡墙高、挡坝高、挡墙与挡坝间距离
固定不变。B组、C组和D组的计算方案如A组所示的方法。
表1 数值模拟计算参数(ram)
在分析研究工艺因素对中间包内流场的影响时，
以流场的变化为主要依据，借助所设的特征点速度变
化值，分析各个因素对流场的影响。特征点位置如图1
所示。
3模拟结果及讨论
3．1挡墙与入口距离的影响 图1 中间包内若干特征区域代表点位置示意图
挡墙与人口处距离分别为600，800，1000 mm，其余3个变量挡墙高550 mm、挡坝高350 mm和挡墙与
挡坝间距离400 mm固定不变。模拟流场结果和各代表点速度见图2，3。由图2可见，挡墙与人口处距离增大
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第3期 苏瑞先等：板坯连铸中间包钢液流场的数学模拟 241
时，左侧回流区增大；从图3可看出，最大速度出现的
位置向出口方向平移。在挡墙与人口处距离600 mm
时，流向水口方向的钢液在挡墙左侧形成很强的紊流
区，挡墙与人口处距离为1000 mm时，挡墙左侧区域
太大，形成的回流流速较低，易形成死区，只有当距离
为800 mm时，在挡墙左侧能形成良好的回流区，利于
夹杂物上浮，同时有助于钢液温度和成份均匀化。另一
方面，当挡墙与人口处距离为600 mm时，左侧距离较
小，钢液通过挡坝后以较高速度冲击液面，对液面扰动
较大。距离为800 mm时，基本上对液面无扰动的影
响，同时在右侧形成一段距离较长的层流，利于夹杂物
上浮阁。
3．2挡墙与挡坝间距离的影响
挡墙与挡坝间距离分别为200，400，600 mm，其余
参数取值见表1。模拟结果和各代表点速度见图4。由
图4可以看出：挡墙与挡坝间距离主要影响挡墙与挡
坝之间钢液的流速，以及挡坝右侧区域内钢液的流动。
一般认为：挡墙右侧区域钢液应在液面下形成一个稳
定的层流，此层流应有一定长度，这样夹杂物有更多的
上浮机会[31。研究结果表明：挡墙与挡坝间距离为400
mm时比较合适，此时钢液越过挡坝后的速度适中，对
液面无扰动；钢液以合适的速度流过较长的距离，在右
侧形成良好的层流。当距离为200 mm时，钢液通过挡
坝后速度较快，易造成对液面的扰动；距离为600 mm 图2挡墙距入口处距离改变时钢液的流动状态
时，虽然钢液越过挡坝后向上速度较小，对液面无扰动，但钢液越过挡坝后沿水平方向流向出口的路径缩短，
水平距离，m
图3 挡墙与入口处距离对钢液水平方向速度的影响
难以形成平稳的层流。

fcoo

楼上同学真是热心肠，谢谢你与楼主。