袁训锋
,
丁雨田
,
郭廷彪
,
胡勇
,
唐向前
中国有色金属学报
基于Wheeler等提出的纯扩散相场模型,建立耦合溶质场、温度场和流场的相场模型,采用有限差分法对控制方程进行数值求解,研究Ni-Cu合金凝固过程中单晶粒枝晶和多晶粒枝晶在强制对流作用下的生长行为.结果表明:熔体的流动显著改变凝固前沿的传热和传质,从而改变枝晶的生长行为.在流速为6.43 m/s的垂直强制对流作用下,上游枝晶受过冷熔体冲刷,枝晶尖端溶质浓度和温度低,实际过冷度大,枝晶生长迅速,稳态生长速度比纯扩散时增加28%;热量和溶质在下游富集,下游枝晶尖端溶质浓度和温度高,实际过冷度小,枝晶生长缓慢,稳态生长速度比纯扩散时减小26%.
关键词:
Ni-Cu合金
,
相场法
,
强制对流
,
枝晶生长
,
凝固
,
溶质场
,
温度场
,
流场
冯学武
,
金焱
,
李洋
,
程常桂
,
常正昇
,
金业磊
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.05.023
为探究炉缸炉底在正常侵蚀的情况下和出现挂渣之后侵蚀的情况下炉缸内铁水流场的区别.以流体力学理论基础,建立了炉缸炉底在侵蚀前后铁水流场的三维数学模型和炉缸内生成结渣之后铁水流动对炉缸炉底的侵蚀情况的三维数学模型.利用CFX软件,研究不同时期炉缸炉底的速度矢量和不同位置的流线.结果表明,生成挂渣前后炉缸出现环流现象,但是由于挂渣粘附在炉缸上,对炉缸有一定的保护作用,同时炉缸内出现挂渣之后减小了炉缸的内部构造,使铁水流出出铁口的速度加快.在生产中可利用生成挂渣,加快出铁速度,同时依靠挂渣的保护作用,延长高炉炉缸的使用年限.
关键词:
高炉
,
炉缸
,
炉底
,
剪切应力
,
流场
,
挂渣
,
死焦柱
于海岐
,
朱苗勇
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.12.011
建立了描述圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的三维数学模型.采用有限元和有限体积结合的方法求解Maxwell方程组和湍流Navier-Stokes方程,分析了结晶器电磁搅拌过程的磁场、流场、温度场和夹杂物轨迹特征,并考虑了励磁电磁强度和频率的影响.研究表明,磁场模拟结果与现场实测数据一致,电磁力在圆坯水平截面上呈周向分布.钢液在结晶器纵截面内形成两对回流区,且存水平截面内旋转流动;过热钢液滞留在结晶器上部区域,铸坯芯部温度迅速降低,凝固前沿温度梯度提高;大部分夹杂物积聚到结晶器上部区域旋转运动.励磁电流强度和频率对结晶器内钢液的流动、温度分布及夹杂物运动均有明显影响.
关键词:
圆坯结晶器
,
电磁搅拌
,
电磁场
,
流场
,
温度场
,
夹杂物
,
数值模拟
王杰杰
,
陈伟
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.03.020
采用数值模拟软件Fluent建立了一个瞬态的三维数学模型,对100 t氧气顶吹转炉流场进行数值模拟.通过改变氧枪枪位和氧枪喷孔夹角,得出相应的冲击深度和冲击面积以及熔池内部速度分布.结果表明,在相同的条件下,随喷吹枪位的升高,射流形成的钢液凹坑直径变大,而冲击深度变小;随喷孔夹角的增大,射流冲击直径变大,而冲击深度减小.低枪位有利于增大熔池上层钢液流速,高枪位利于促进熔池下部钢液流动;喷孔夹角增大利于增大熔池表层高速区面积,但熔池中心底部低速区面积也随之增大.
关键词:
转炉
,
三相流
,
流场
,
氧枪
,
枪位
,
喷孔夹角
,
数值模拟
禄向阳
,
李红霞
,
杨文刚
,
马天飞
,
刘国齐
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.05.006
为了研究薄板坯连铸过程中浸入式水口位置(对中、向右倾斜4°、向左偏移2 cm、向右偏移2 cm、向前偏移2 cm、向后偏移2 cm)对结晶器内流场的影响,采用1:1的结晶器模型和现场实际使用的浸入式水口进行了水模拟试验;采用PIV系统测量结晶器右半部的流速及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处涡心位置等流场特征;采用DJ800水工测量系统测量结晶器左半部液面的波动.结果表明:1)水口向右侧倾斜4°后,造成结晶器内左右流场不对称,流股对右侧的冲击点上移.2)水口左右移动后,Ⅰ处平均涡心位置变化不大,Ⅱ处平均涡心位置均下移;水口向左移后,Ⅲ处平均涡心位置下移;水口向右移后,Ⅲ处平均涡心位置变化不大;水口左右偏移后,其涡心变化范围与水口对中时相比变化不大;结晶器液面波动降低.3)水口前后偏移后,Ⅰ处平均涡心位置变化不大;Ⅱ处平均涡心位置下移;Ⅲ处平均涡心位置上移,涡心变化范围变小;结晶器左侧液面的最大波动及各点波动的差别均减小,且向后偏移时的减小幅度更大.
关键词:
薄板坯连铸
,
浸入式水口
,
安装位置
,
结晶器
,
流场
,
水模拟
林晓川
,
李京社
,
张兴利
,
梁新维
中国冶金
以承德钢铁厂板坯连铸结晶器为原型,采用1:1的水模型进行试验,研究了拉速、浸入式水口出口角度、水口浸入深度、水口底面结构及结晶器断面宽度等工艺参数对板坯结晶器内表面流速的影响.结果表明:拉速对表面流速的影响最大,随着拉速的提高,结晶器内钢液表面流速明显增大,当断面宽度为1650mm,拉速由0.7m/min提高到1.4m/min,表面流速由0.04m/s提高到0.1m/s;波浪面结构的浸入式水口表面流速效果最优.
关键词:
板坯连铸
,
结晶器
,
浸入式水口
,
水模型
,
流场
张兴中
,
任素波
,
周超
,
刘晶晶
,
白明华
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150279
为降低700 mm×700 mm特大方坯连铸机高度，保证大方坯的顺利生产，提出一种内置冷却器的结晶器技术，即“回”字形结晶器。利用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对此结晶器内钢水流场及温度进行模拟，对无内冷却器偏转水口注流结晶器、无内冷却器四孔水口注流结晶器内流场及“回”字形注流结晶器流场、温度场进行研究，表明“回”字形结晶器可以形成水平旋流、均匀钢水成分及坯壳生长、降低钢水冲击深度，部分达到电磁搅拌（M-EMS）的冶金效果，温度场模拟结果表明出口坯壳厚度达到49 mm，满足工艺要求。
关键词:
大方坯
,
内冷却器
,
结晶器
,
流场
,
温度场
徐海芳
,
贾继华
,
马新光
,
王爱东
,
傅秋华
,
马冬
,
吴元刚
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2013.06.014
以唐钢薄板坯连铸中间包为原型,设计了几种不同位置安装气幕挡墙的中间包方案.研究了不同方案的中间包流场和夹杂物的运动轨迹,表明气幕挡墙位置及流量可以改变中间包流场及夹杂物的运行轨迹.通过“刺激—响应”方法获得了“RTD曲线”,计算得到平均停留时间、死区、活塞区和混返区等参数.气幕挡墙的位置和吹气量等对其冶金效果会产生显著的影响,认为合理设计气幕挡墙可以改善中间包内钢水的流场,延长钢水停留时间,利于夹杂物的上浮.
关键词:
连铸
,
中间包
,
气幕挡墙
,
流场
,
夹杂物上浮
岳强
,
侯勤福
,
邹宗树
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2009.02.001
采用CFD软件Fluent对漩流中间包内的流场进行了数值模拟,分析了漩流中间包内的流场特征,以及漩流室的加入,中间包内的流动形态.模拟结果表明,由于漩流室的加入使湍动能耗散主要集中在漩流室内部,有利于夹杂物的聚合长大;漩流室的加入可改善钢液的流动状态,利于夹杂物的上浮.由于入口位置的非对称布置,造成了漩流中间包内的流场在入口区呈明显的非对称分布,这些结果为进一步优化漩流中间包内漩流室的位置和中间包挡墙参数提供了理论依据.
关键词:
漩流中间包
,
漩流室
,
流场
,
迹线
