連鑄過程中,由于夾雜物的原因,中間包水口常出現結瘤的現象。水口結瘤主要與鋼液中的鋁及三氧化二鋁有關,中間包水口上部與塞棒棒頭部位的結瘤,往往造成非正常澆鑄。中間包浸入式水口下部聚集成簇群狀的結瘤物,在體積變大后可能脫落,并隨鋼液流動進入結晶器進而污染鋼液。不管是水口夾雜物結瘤,還是水口堵塞,都會降低連鑄機的生產效率,最終影響鑄坯質量。論文通過塞棒插桿的方法,吸收流經水口處的夾雜物。應用FLUENT軟件對這一過程開展數值模擬研究,研究吸附桿對鋼液流場、夾雜物的影響。對鋼液流場的影響,主要通過對吸附桿尺寸和表面形狀兩方面進行模擬研究。通過建立壁面吸附模型,得出吸附桿去除夾雜物的吸附率,研究吸附桿表面粗糙度、夾雜物尺寸、吸附桿尺寸、鋼液流速、夾雜物初始位置對吸附率的影響,確定影響吸附率的關鍵因素。塞棒控制的水口中,在水口頭部、塞棒棒頭以下區域的鋼液中有渦旋產生,渦旋是夾雜物聚集的重要指標,也是實際生產中,在塞棒棒頭、水口頭部生成結瘤的重要原因之一。插桿后,渦旋范圍減小,水口上部鋼液流速增大,且流速隨著吸附桿半徑的增大而增大,改變吸附桿形狀,如表面存在凹坑的情況下,鋼液會在凹坑處產生渦旋,從而提高了夾雜物的吸附率。本實驗研究條件下,在吸附桿粗糙度為5mm時,夾雜物的吸附率越高,最大值為19.24%;吸附桿半徑為9mm時,吸附率最高,夾雜物加入位置距離吸附桿越近,夾雜物的吸附率越高,最大值為42%。
【學位單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF777
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文獻綜述
    1.1 水口在冶金中的應用
    1.2 水口結瘤
        1.2.1 水口結瘤的產生及危害
        1.2.2 減少水口結瘤的措施
    1.3 水.處夾雜物行為研究
    1.4 課題的提出及研究內容
第2章 水口處吸附桿去除夾雜物的理論分析
    2.1 水口夾雜物去除方法研究
        2.1.1 桿體吸附夾雜物的機理
        2.1.2 夾雜物吸附的穩定條件
    2.2 數值模擬平臺的選擇
    2.3 數值模擬研究方案
    2.4 本章結論
第3章 桿體對鋼液流場影響的數值模擬研究
    3.1 數學模型的建立
        3.1.1 基本假設
        3.1.2 邊界條件設定
        3.1.3 網格劃分結果
    3.2 模擬結果及分析
        3.2.1 桿體半徑對水口內鋼液流場影響分析
        3.2.2 桿體表面形狀對水口內鋼液流場影響分析
    3.3 本章結論
第4章 桿體對水口內夾雜物影響的數值模擬研究
    4.1 夾雜物吸附率的計算方法
    4.2 吸附桿吸附率模擬結果及分析
        4.2.1 吸附桿表面粗糙度對夾雜物吸附率的影響分析
        4.2.2 吸附桿半徑對吸附率的影響分析
        4.2.3 鋼液流速對吸附率的影響分析
        4.2.4 夾雜物初始位置對吸附率的影響分析
        4.2.5 桿體與水口壁面吸附率的比較
    4.3 本章結論
結論
參考文獻
致謝
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本文編號：2881693