文档介绍：东北大学博士学位论文摘要湍流控制器及大板坯连铸中间包结构优化摘要连铸技术是现代化炼钢的一个很重要的标志,中间包冶金在连铸技术中有着极其重要的地位。本课题针对大型两流扳坯连铸中间包,通过采用新型控流装置一湍流控制器,进行了湍流控制器结构和中间包结构优化的物理模拟、实际中间包钢液流场数值模拟和现场实际应用研究。通过对采用湍流控制器的两流板坯连铸中间包进行物理模拟研究,实验测定了不同结构形状和尺寸的湍流控制器对双挡墙结构的中间包和三挡墙结构的中间包流体流动的停留时间分布曲线,得到了采用不同结构和尺寸的湍流控制器的中间包的流体流动特性。大量的实验研究结果表明,湍流控制器的结构对中间包的流体流动特性有重要的影响,无檐的方形和无檐的圆形湍流控制器不利于改善中间包的流动特性,而有檐方形的湍流控制器在改善中间包的流动特性方面效果好,长宽比为 ,无论有檐或无檐,在改善中间包流动特性方面效果均不好。中间包采用合理的湍流控制器,最小停留时间增加56%,峰值时间增加70%,活塞流体积分率扩大65%,死区体积分率减小46%。湍流控制器的高度对中间包流体流动特性的影响很大,若湍流控制器的高度过大,会使中间包的流体流动特性恶化, 造成峰值时间小,平均停留时间短,死区体积大。将原双挡墙结构的中间包的两块挡渣堰中心距适当减小和降低导流坝底孔高度,可避免中间包的短路流现象,进一步提高活塞流体积分率。但两块挡渣堰中心距过小时,也会使中间包的流动特性恶化。在坝-堰-坝结构的中间包中采用湍流控制器,靠近湍流控制器的坝失去了控制流体流动的作用,可以撤消这一块导流坝。在采用湍流控制器的二重堰中间包中, 最佳的挡渣堰位置为两块挡渣堰的中心距为800n聃(实型为2400mm),挡渣堰与导流坝间距为83mm(实型为250衄),导流坝底孔尺寸为20×30nHn2(. 东北大学博士学位论文摘要样平均夹杂物指数降低了45%。将优化的湍流控制器和中间包结构应用于浇注品种钢,测定了钢包钢水、中间包钢水和铸坯中的氮、氧含量以及考察了非金属夹杂物形态、尺寸大小、种类和数量。中间包中采用湍流控制器,防止了钢水的飞溅和高速注流对钢水液面的冲击搅动,可以防止开浇时钢水从大气中吸氮和吸氧。中间包无湍流控制器时, 开浇时,中间包钢水【N】含量比钢包钢水[州含量增加9ppm,表明在开浇过程,发生了严重的钢水吸氮和吸氧现象。而中间包有湍流控制器时,中间包钢水[N]含量与钢包钢水叫】含量相差不大,表明湍流控制器的采用,避免了开浇时钢水的吸氮吸氧。在连铸中间包采用湍流控制器进行浇注,可以显著降低铸坯非金属夹杂物的数量,促进大颗粒夹杂物上浮排除,提高铸坯质量。中间包有湍流控制器时, 在观察的铸坯中,非金属夹杂物颗粒总数仅为1158个,%与中间包无湍流控制器的情况比,夹杂物颗粒数下降了49%, 夹杂物面积比降低了73%,而且铸坯中未观察到了40“m和50岬的夹杂物。采用湍流控制器进行浇注,对不同的浇次的铸坯夹杂物总数和夹杂物面积比均有较大的降低,特别是对第一浇次的铸坯夹杂物总数和夹杂物面积比降低最大。对于品种钢浇注,当中间包无湍流控制器时, m∥lOkg。中间包采用湍流控制器后, m∥10蝇。品种钢铸坯的平均夹杂物指数降低了34%。中间包采用湍流控制器进行浇注,可以避免卷渣和防止钢包高速注流对中间包包衬的冲刷,提高铸坯质量。中间包无湍流控制器时,铸坯中的夹杂物以三氧化二铝、氮化钛和氧化铁为主,还发现有cao、MgO夹杂物, 说明在浇注过程发生了卷渣或包衬被冲刷现象。当中间包有湍流控制器时,铸坯中的夹杂物以三氧化二铝和氧化铁为主,有少量的氮化钛和硫化铁夹杂物,未发现有Ca0、MgO夹杂物。关键词:连铸、中间包、湍流控制器、结构优化、物理模拟、数学模拟、板坯,夹杂物、金相观察、扫描电镜.Ⅳ. 东北走学博士擘拉论文 ABSTRACT op专imiza髓。飘Of瓢内u薹e珏ce lnhi'b耋tOr§and 弧魏dis蠢CO矬ng珏rat主。魏i矬Large Shb COntinuOus Casling Abstract G雕正翔】otlseas畦ng把ck持薹ogy主s aVe搿i瑚p嘣an毫姆强bol洫mod妣l steel—making metaIlurgy has an ex舡emely impona雌position in也e continuous casting technologyI A鹋w嘲},e of{low con投0l device,tIlfbulence i幽bi幻r,is uSed to sW}press tllfbulen∞incon