上水口环形吹氩对中间包内渣眼形成的影响

上水口环形吹氩对中间包内渣眼形成的影响

论文摘要

中间包上水口环形吹氩可以在塞棒周围形成清洗钢液的环形气幕,同时部分氩气泡随钢液进入上水口内,可以减少非金属夹杂物在水口内壁的黏附,起到防止水口堵塞的作用。然而,不合理的吹氩量会导致中间包内液面渣层受过强的气液羽流冲击而形成渣眼,使得钢液裸露并发生二次氧化,严重影响铸坯质量。采用标准k-ε湍流模型研究中间包内流体流动,采用DPM模型和VOF模型耦合方法,研究上水口环形吹氩条件下渣眼的形成及演化规律。结果表明,上水口环形吹氩在塞棒周围形成较强的上升流,塞棒上部邻近区域存在多个涡流区;在钢液涡流的影响下,中间包液渣下层远离塞棒区域,上层向塞棒区域迁移;随着吹氩量的增大,平均湍动能增大,塞棒附近钢液速度逐渐增大,钢渣界面钢液速度先增大后减小,渣眼边缘钢液速度先增大后减小然后再增大,速度与垂直方向夹角逐渐减小;增大吹氩量,中间包熔池液面形成以塞棒为中心的渣眼,渣眼面积逐渐增大。试验条件下不产生渣眼的临界吹氩量为4.2L/min,对应的钢渣界面最大速度为0.247m/s,与垂直方向夹角为70°。

论文目录

  • 1 研究背景
  • 2 数学模型
  •   (1)连续性方程为
  •   (2)动量方程为
  •   (3)湍动能方程为
  •   (4)湍动能耗散方程为
  •   (5) VOF模型。
  •   (6) DPM模型。
  • 3 结果与分析
  •   3.1 模型验证
  •   3.2 上水口环形吹氩对中间包流场的影响
  •   3.3 上水口环形吹氩对渣眼的形成及钢渣界面渣眼面积的影响
  •   3.4 吹氩量对钢渣界面速度和钢渣界面隆起高度的影响
  • 4结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 秦绪锋,程常桂,李阳,张春明,金焱,武光君

    关键词: 中间包,上水口,环形吹氩,渣眼,数值模拟

    来源: 钢铁 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 冶金工业

    单位: 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室,莱芜钢铁集团银山型钢有限公司

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51874215)

    分类号: TF777

    DOI: 10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20190195

    页码: 107-115+123

    总页数: 10

    文件大小: 1228K

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