异钢种连浇过程的水模型实验研究

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随着生产对连铸工艺灵活性和效率性的要求进一步提高,包钢薄板厂开始在宽厚板连铸机上多炉连浇不同钢种的连铸坯,以减少生产多钢种车间的设备辅助作业时间,提高纯浇钢的作业率,实践证明这一技术能显著地提高金属收得率、生产效率,降低生产成本。本研究以相似原理为基础,保证Fr准数相等,同时确保Re准数始终处于第二自模化区,以1:3的几何相似比建立包钢宽厚板连铸机中间包与结晶器的实验模型。对连浇过程中的混钢过程进行研究,并对中间包内部控流装置进行优化。通过水模型实验研究堰、坝及湍流抑制器对中间包内部流场的影响,得到最优的控流方案为堰深/坝高:100/105mm,坝堰间距:200mm,堰与长水口间距:240mm。与无任何控流装置相比,在此方案下,中间包内钢水平均停留时间提高14%,峰值时间增大47%,死区体积比例下降了30%,活塞流体积比例增加了58%,混合区体积比增加17%。对非稳态条件下连浇过程混钢行为进行实验室模拟研究,根据无量纲浓度曲线和前后两炉钢水的成分含量可以精确计算交接部铸坯的起始位置和长度。以余钢量,拉速和稳定液面高度为主要因素进行正交实验。结果表明:余钢量对交接部铸坯长度的影响要大于拉速对交接部铸坯长度的影响。在实验条件下,余钢量为8.5t,拉速为7.8m/min时交接部铸坯最短为3.03m。连浇过程混钢行为的模拟研究,从理论上为判定交接部铸坯起始位置和长度提供了依据,对实际生产具有一定的指导意义。
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