一、连铸中间包湍流控制器水模实验研究(论文文献综述)
刘逸波,杨健[1](2021)在《中间包流场控制技术的进展》文中研究表明合理控制中间包的流场有利于促进钢液中夹杂物上浮、均匀钢液成分和温度。水模型试验和数值模拟是两种主要的中间包流场研究方法,各有优缺点应相互补充。数值模拟成本低廉速度快,但受限于边界条件的不确定性和湍流模型的局限性难以完全真实反映中间包内的流场。水模型试验能够较为准确地模拟中间包内流场,但无法准确模拟温度场、水口结瘤、覆盖剂和吹气等对中间包流场的影响。研究表明,湍流控制器对降低长水口钢液射流的湍动能、均匀钢液温度和成分、聚拢射流让其转向向上流动降低死区体积分数、延长平均停留时间和优化流场结构具有很好的作用。湍流控制器、堰、坝和导流挡墙合理组合,协同发挥的控流效果,优于单一控流装置的效果。合理调节堰与包底距离、挡坝高度、堰与挡坝距离、堰与出流口距离、挡坝开孔的个数、尺寸和角度,可以优化中间包流场,促进夹杂物去除。气幕挡墙对钢液进行气洗可以提高钢液洁净度。环形气幕挡墙解决了条形气幕挡墙夹杂物去除率低、且不稳定的问题,提高了夹杂物去除率。最后,中间包流场数学模型精细化,并考虑连铸过程中更多工艺与边界条件的影响是未来发展的趋势。对于中间包流场研究的特定问题,针对性设定优化指标,会使得优化研究工作事半功倍。水模型试验作为中间包控流技术的另一种重要研究手段,同样越趋精确化,不断有研究者以提高试验精度为目的在试验方法和测量原理上进行探索和创新。
叶茂林[2](2020)在《大方坯连铸中间包等离子加热技术与应用研究》文中提出浇铸过程中保持低过热度恒温浇铸,是一种有效提高连铸效率和铸坯质量的方法。中间包内钢液在浇铸过程中不可避免发生温降现象,无法稳定保持低过热度恒温浇铸。等离子加热作为一种控制中间包内钢液温度的有效方法,它通过电极通电将工质气体充分电离,形成高能量的电弧等离子体对中间包内钢液进行加热。因此,若能高效利用等离子加热方法,将有助于实现低过热度恒温浇铸。本论文围绕大方坯连铸中间包等离子加热技术研究与应用,获得如下结论:实现了等离子加热中间包过程的模拟研究,水力学试验利用高温水蒸气来模拟等离子加热过程。结果表明等离子加热后,中间包内钢液温度场均匀性提高,弥补了无等离子加热条件下的钢液温降,有效改善中间包内钢液的温度场和流场,促进了钢液之间的热量传递。数值模拟采用VOF模型,假设等离子弧为简单热源,比较无等离子加热和加热功率在300 KW、500 KW、1000 KW条件下中间包内钢液温度场和流场的变化。建立了 45钢连铸坯的微观组织生长模型,并通过耦合宏观温度场模型,计算了等离子加热条件下不同过热度对铸坯凝固组织的影响。分析了过热度从20℃增加至60℃范围内结晶器、足辊、二冷一段、二冷二段内的坯壳厚度。随着钢液过热度从60℃降低至20℃,铸坯横截面上晶粒数增加约26.05%,晶粒平均半径减小约20.75%,等轴晶率提高约16.52%。在保证连铸顺行的条件下,通过采用等离子加热工艺控制钢液过热度维持在20~30℃的温度区间能获得均匀的凝固组织。将三中空石墨电极等离子加热设备应用于大方坯(370mm × 480mm)连铸工艺,针对无等离子加热和9炉典型的等离子加热热试试验,分析等离子加热对钢液升温情况、钢液成分变化和夹杂物的影响。其中无等离子加热条件下,钢液温降速度能达到1.06℃/min。等离子加热后,温度呈上升趋势并保持稳定,升温速率最高能达到0.8℃/min。等离子加热后[O]含量明显下降,并对等离子加热前后中间包内钢中夹杂物特征进行统计,加热后夹杂物的数密度降低,主要是由于等离子加热改变了中间包内流场变化,促进小尺寸氧化物夹杂的碰撞上浮行为,表明等离子加热改善了钢液的洁净度。[N]含量变化不大;[C]含量略有升高是由于石墨电极的损耗导致。首次研究了等离子加热对中间包覆盖剂的影响,分析了加热前后覆盖剂成分、形貌、结晶特性、物相和液相区成分的变化。等离子加热后的中间包覆盖剂宏观形貌由疏松多孔变为致密的玻璃态,XRD结果表明其结晶率变低,玻璃性能变好。通过扫描电镜观察试样微观形貌以及成分分析发现,加热前的试样中存在较多不规则的矿相,加热后的试样析出物相明显减少,结构均匀且致密,仅有少数形状不规则的矿物相和一些游离的氧化物嵌布于浅灰色基体上。通过FactSage热力学软件分析等离子加热对中间包覆盖剂液相区成分无明显影响。
葛阳阳[3](2020)在《重轨钢连铸中间包流场优化和夹杂物去除模拟研究》文中研究指明随着近几年高速铁路的飞速发展,国家对重轨钢的产量和品质提出了更高的要求。中间包作为连铸过程中重要的多功能冶炼容器,对提升钢液纯净度,提高铸坯质量有着重要意义。本课题针对某钢厂重轨钢连铸过程存在注流不稳、探伤不合等诸多问题,以其五流T型中间包作为研究对象,通过流体力学模拟软件Fluent对设置湍流控制器、湍流控制器+坝堰、湍流控制器+多孔挡墙三种不同控流装置的中间包进行数值模拟,对比不同方案的控流和夹杂物去除效果,确定出最优的控流方案。(1)原中间包数值模拟结果表明:中间包在未设置控流装置时,其流场与温度场分布极不均匀,远端流动恶劣,各水口钢液温度及平均停留时间差异极大。(2)采用在中间包内增设不同湍流控制器和湍流控制器+坝堰组合方案对中间包控流效果进行数值模拟研究,首先,两种湍流控制器的模拟结果表明:湍流控制器能有效改善注流区的流动状况,减弱入流钢液对包底及表液面的冲击,圆型比方型控流效果更好些,活塞区体积提升了1.5%,中间包最低温度提升了10.2k,但中间包仍存在远端流动恶劣,各流钢液差异性显着等问题;其次,圆型湍流控制器+四种坝堰组合方案的模拟结果表明:设置坝堰并未起到理想的控流效果,中间包流场与温度场变化不明显,之前的流动问题依然存在。(3)采用圆型湍流控制器+多孔挡墙方案对中间包控流效果进行数值模拟,通过对多孔挡墙结构和挡墙开孔方案的正交优化设计,确定了最佳挡墙开孔方案为左倾角α1=22°,右倾角α2=48°,上仰角β=30°,孔径d=70mm。该优化方案模拟结果表明中间包流场与温度场均匀性得到显着提升,各流流动趋于一致,中间包最大温差为21k,3个水口最大温差只有1.7k,死区体积较原中间包减少10.0%,活塞区体积提升了14.2%。(4)对比了四种方案下中间包内10μm、30μm、50μm、70μm、90μm五种粒径的夹杂物去除情况,结果表明:圆型湍流控制器+多孔挡墙方案夹杂物去除效率最高,在10μm、30μm较小粒径夹杂物去除率上达到87%以上,明显优于其它方案,50μm及以上较大粒径夹杂物去除率也保持在95%以上。(5)最后综合流场优化和夹杂物去除模拟结果,得到最佳的中间包结构优化组合为:圆型湍流控制器+多孔挡墙,且最佳挡墙开孔方案为左倾角α1=22°,右倾角α2=48°,上仰角β=30°,孔径d=70mm。
夏振东[4](2020)在《六流连铸中间包数学物理模拟及流动特性分析》文中认为中间包是连铸生产中非常重要的一个环节,为了充分发挥中间包的冶金性能,通常通过在包内设置相应的控流装置来实现,而为了得到最优控流装置组合则需要利用合理的中间包分析模型来验证。本文利用物理和数值模拟对某钢厂的六机六流异型中间包进行了挡墙结构优化实验,同时分析了现有的几种单流中间包和多流中间包流动特性分析模型的合理性,并探讨了各种模型对本实验的适用性。得出了如下主要结论。(1)物理模拟结果:在不改变冲击杯挡墙导流孔形状的条件下各组最优方案为:导流孔右移20 mm、左倾15°、左侧遮挡1/4。在改变导流孔形状的条件下各组最优方案为:圆形导流孔、右移20 mm、左倾15°、等效遮挡1/4。(2)数值模拟结果:从温度场来看,两种不同优化方案相较方案一第一流和第六流温差从4.35 K降到了1.56 K和2.64 K。从速度场来看,改进后的中间包钢水循环的速度加快,夹杂物上浮效率增加,钢水平均停留时间更长,混合更加混匀。(3)对比分析了现有的单流中间包分析模型和几种多流中间包分析模型,对比结果表明:修正组合模型更适合于单流中间包的流动特性分析,就本文给出的三个方案来看修正混合模型与修正组合模型的误差在11.8%~37.6%之间;对于多流中间包分析模型,模型六的理论基础更加完善,计算所得的各区域体积分数也较为合理。(4)在总结前人研究的基础上提出来一种基于累计时间分布曲线即F曲线的多流中间包流动特性分析方法。实际应用表明F曲线和强度曲线可以用于分析对比多流中间包的流动特性。修正后的死区计算方法也更加合理。该方法可以为多流中间包流动特性的研究提供更多的思路。
张玲颖[5](2019)在《连铸五流中间包流动特性的物理数值模拟》文中研究指明本文内容主要分为两个部分。第一部分利用物理模拟对某厂五流连铸中间包内的钢液流场进行研究,考察滞止时间、死区比例等参数,进而提出中间包控流装置的优化设计方案。第二部分是基于最优化方案建立数值模型探讨分析减产时同时降低各流拉速、关闭一流、两流浇注或其他情况对多流中间包流动特性的影响。以及在总通钢量不变或者增大的基础上增大远流拉速对死区的影响。实验结果表明:(1)某厂原中间包远流和近流、中流的流动特性差异很大,且存在严重短路流,实际平均停留时间短,死区比例大等问题;(2)挡墙及控流装置优化后,中间包流场流动特性参数都有了很大的变化。其钢水在中间包中的实际平均停留时间还有滞止时间都得到较大的提高,同时,死区比例和活塞区比例有了很大的改善,死区比例减小47%左右,与此同时活塞区比例则扩大为之前4倍;(3)在水模得出的最优方案的基础上利用数值模拟方法研究减产操作,发现关闭第2流和第4流浇铸的方案中间包整体流动特性最佳,死区体积较小,各流流动差异性最小;(4)在总通钢量增加和相同的情况下,提高远流拉速可以减小死区比例和各流流动差异性,而短路流在总通钢量相同的情况下并无较大变化。
邓诗云[6](2017)在《长水口结构及电磁作用对中间包冲击区钢液流动的影响研究》文中研究表明连铸过程中,钢包的钢液由长水口进入中间包,对中间包冲击区钢液冲击强烈,尤其是换钢包过程中,液面波动大,极易引起钢液卷渣和钢液面裸露,造成钢液二次氧化和卷入夹渣,降低钢液纯净度,影响铸坯内部质量。如何抑制浇铸过程中中间包冲击区钢液湍流成为国内外研究的热点。本文提出采用结构简易扩张型长水口和电磁旋流技术,控制浇铸过程中中间包冲击区钢液湍流。首先,建立中间包浇铸过程钢-渣-气VOF多相流数学模型,并采用水力学物理模拟验证,研究长水口结构对中间包冲击区钢液流动行为的影响,并重点针对换钢包非稳态浇铸过程进行研究。再者,基于以上模型,使用UDF将电磁力加载到长水口,研究长水口电磁旋流作用对中间包冲击区钢-渣-气三相流动行为的影响。研究结果表明:(1)稳态浇注时,采用扩张型长水口,能对钢包高速注流产生较大缓冲作用,抑制其对中间包钢液流动的冲击,显着降低中间包冲击区的湍流程度和液面流速,降低钢液面裸露和钢渣卷混的倾向。换钢包非稳态浇注时,随着长水口内径扩张增大,钢液裸露面积的最大值和裸露时间逐渐减小,但长水口内径扩张到2倍时,会由于需排除长水口内大量的气体,造成钢液持续约25s的裸露。最佳长水口结构为内径扩张1.5倍的长水口。(2)扩张型长水口和湍流控制器两种控流装置均能降低中间包冲击区钢液面湍动能和钢液速度大小。两种控流装置组合使用使中间包冲击区钢液面湍动能下降了71%,钢液速度大小下降了65%。扩张型长水口+湍流控制器组合使用冶金效果更佳。(3)在旋转磁场作用下,中间包长水口的钢液产生明显旋转,并在长水口出口上下附近处都产生旋流,冲击区钢液的循环回流范围变大,路径变长。但由于长水口出口到中间包底部的距离短,且流速高,旋流来不及扩散且受钢液回流影响,最终电磁旋流技术对中间包冲击区的优化效果并不明显。
李洋[7](2017)在《连铸板坯中间包内吹氩控流装置的优化研究》文中提出中间包内采用合理的控流装置有利于延长钢液在中间包内的停留时间,减少死区体积,改善中间包内钢液流场的合理性,促进钢液中非金属夹杂物的去除。本文以某钢铁厂30t单流板坯连铸中间包为研究对象,采用物理模拟与数值模拟相结合的研究方法,分析了各种控流参数对钢液在中间包内停留时间和流场的影响规律,为采用底吹氩中间包内各控流装置结构与布置的优化提供理论及实验依据。本文主要结论如下:(1)随挡墙与挡坝间距的增大,挡坝对钢液流股的抬升作用减弱;挡墙与挡坝间距较小和挡坝高度的增加,会使挡坝对钢液流股的抬升作用过强。三者均不利于形成有效的中间包表面流。(2)挡坝导流孔倾角的增大会使流出导流孔的钢液形成上升流股,对流过挡坝的钢液产生托升作用,有利于延长钢液在中间包内的流动轨迹,增加其停留时间。(3)采用中间包底吹氩时,气量太小,对钢液流动状态影响较小,不利于夹杂物上浮;气量太大,气幕两侧回流区越剧烈,对中间包液面的冲击越大,容易造成钢液裸露甚至卷渣。(4)本文研究条件下,中间包内最佳的吹氩控流参数为:挡墙、挡坝间距450mm,挡坝距浸入式水口处的距离1160mm,挡坝高度280mm,挡坝导流孔倾角30°,透气条安装在中间包底部台阶下,吹入氩气量在20.84-31.26L/min之间。
裴晓航[8](2017)在《连铸中间包内流动、传热以及夹杂物聚集的模拟研究》文中研究表明连续铸钢是炼钢生产工序的最后一个环节,也是在钢液凝固之前对其洁净度进行控制的最后机会。中间包在现代连铸生产实践中,不仅仅只是一个用来存放钢液的容器,更是对钢液成分、温度以及纯净度进行控制的一个精炼设备。本研究对某钢厂连铸中间包进行了数学物理模拟研究,在有无挡墙、挡墙在中间包内位置、挡墙上开孔位置和角度以及中间包是否安装湍流抑制器的影响,进行了不同方案的物理模拟实验对比研究,结果表明在所有方案中有挡墙且其距离出水口329 mm,挡墙的正面和侧面都开孔,侧面开孔上扬角度为8°的方案最佳,该方案13流的平均死区比为9.5%、3.8%、2.5%,13流的实际平均停留时间为1400.7 s、1191.9 s、1006.7 s。利用商业软件Fluent建立连铸中间包内钢液流动、传热以及传质的数学模型,对连铸中间包内钢液的流场、温度场和浓度场进行了数值模拟研究,结合水模拟试验,数值模拟进一步研究了挡墙位置和入口速度等边界条件对流场,温度场和浓度场的影响。计算结果表明,中间包挡墙在正面和侧面都开孔方案的中间包在流场、温度场的均匀性上更好,停留时间也得到了延长,计算结果与物理模拟结果是一致的。在钢液中夹杂物碰撞聚集生长的模拟中,以Fluent软件为平台,通过用户自定义函数(UDF)开发了钢液中夹杂物碰撞聚集的数学模型,建立了Smoluchowski方程为源项的欧拉浓度场模型,并在二维条件下对板坯连铸中间包内夹杂物聚集生长进行了模拟,结果标明,在以湍流碰撞为核心的碰撞过程中,夹杂物的浓度场的分布与其流场的分布是相似的。采用等体积比,将钢液中非金属夹杂物按体积大小进行分组,得到相应的PSG模型,来近似计算钢液中多尺寸夹杂物是可行的。
常胜[9](2017)在《基于钢包长水口吹氩的连铸中间包内传输现象研究》文中提出随着现代连铸过程对钢水的洁净度的要求的逐渐提高,中间包作为一种传统的钢水分配装置,其冶金性能日益得到人们的重视。采用常规的控流装置的组合(如挡墙,挡坝,湍流控制器等)可以通过优化中间包流场促进大颗粒夹杂物(大于50μm)上浮去除。而小颗粒夹杂物(小于50μm)的浮力不足,单纯优化流场并不能有效去除钢液中的小颗粒夹杂物。中间包吹气技术是向中间包内钢液中吹入惰性气泡,通过气泡的表面吸附和尾流捕捉效应,夹带小颗粒夹杂物上浮,并最终被顶渣层吸附去除。本文以洁净钢生产为目的,围绕中间包顶吹微气泡工艺展开研究,通过水模实验结合数值模拟,对微气泡条件下中间包内的传输现象进行了深入探索。研究主要分为以下几个部分:(1)四流全尺寸中间包模型顶部吹气的水模实验。气体由长水口上部的微孔通入。利用长水口内流体的剪切作用和湍流对气泡的破碎作用,以达到减小气泡尺寸的目的。水模实验主要考察了气量,吹气位置及吹气端口数量三个因素对生成气泡的平均尺寸的影响。采用一种特殊的方法对气泡尺寸进行了准确的测量,避免了因气泡与镜头距离的不同引起的测量误差。实验结果表明,在合适的吹气条件下,生成气泡的平均尺寸可低至0.675mm,达到微气泡级别。相较于普通气泡(3mm左右),微气泡的停留时间更长,表面积体积比更大,更有利于小颗粒夹杂物的去除。(2)对应水模实验建立中间包顶吹气的三维数学模型,研究不同尺寸的气泡在中间包内的运动行为。结果显示,相比于普通尺寸的气泡,微气泡的扩散性更好,易跟随流体迹线运动,导致其分布范围更广,有利于去除钢中的夹杂物。通过与不吹气条件下中间包流场的对比可以发现,顶吹产生的微气泡对注流区的流场几乎没有影响。这是由于微气泡所受浮力较小,对周围钢液驱动作用有限;且由顶吹产生的微气泡多位于中间包注流区内,此处流体流速快、湍动能高,不易受到气泡上浮的影响。此外微气泡的分布较为分散,无法通过大量气泡的集中上浮带动周围钢液形成上升流。(3)在全尺寸中间包水模实验中,用直径为20-100μm的空心硼硅酸盐玻璃球模拟夹杂物,研究在吹气中间包内的去除情况。对一种特殊的粒子监测系统进行改造和校准并应用在本实验中。粒子探头基于库尔特计数器原理设计,可在不同的吹气条件下,对出口处夹杂物数量及尺寸分布进行在线监测。实验结果表明,微气泡可以有效去除小尺寸的夹杂物。夹杂物的去除效果与吹气参数相关。最优化的吹气方案是,在最靠近滑动水口的位置采用四个气孔同时通气,总气量为0.2L/min。在此条件下,出口处夹杂物数量浓度仅为7.85个/ml,总体去除率高达79.56%。(4)在水模实验中采用线性低密度聚乙烯粒子模拟渣层,通过变化吹气条件,研究不同的微气泡条件下,中间包内渣-金界面的运动行为。实验结果表明,相比于常规尺寸的气泡,微气泡吹气更易维持渣层的稳定性。在吹气过程中,减小气量和增加气孔数量能够有效地抑制渣眼的生成。通过研究不同吹气参数下中间包渣层的运动行为,获得了渣眼形成的临界条件。相应的多相流数值模拟通过耦合DPM模型和VOF模型考虑了渣-金-气三相之间的相互作用。数值模拟所得的渣眼与水模实验所得的渣眼形状相似,面积相近,其中渣眼面积的相对误差仅为17.6%,印证了数值模拟的有效性。本论文基于对气泡动力学的深入研究,设计了全新的钢包长水口,利用长水口内高速流体的剪切作用和滑动水口的湍流对气泡进行破碎,大大减小了气泡的尺寸,达到了微气泡吹气的目的。在微气泡的作用下,钢液中夹杂物的去除率大大提高,渣层更加稳定,为洁净刚生产打下了良好的基础。
严诚[10](2016)在《某钢厂二流中间包内腔结构优化的研究》文中研究表明中间包是连铸过程的关键设备之一,对连铸操作顺行和保证钢水质量都起到十分重要的作用。中间包内合理的钢水流动状态,有利于延长钢水在中间包内的停留时间,均匀钢水的温度和成分,减少卷渣和促进夹杂物的分离上浮,促进铸坯质量提高。为了提高收得率和降低成本,减少停浇时中间包内的残钢量,某钢厂对其中间包内腔结构进行了改造。但改造后的中间包容积和有效液位高度降低,给钢液中夹杂物的上浮排除带来不利影响,从而影响钢水的洁净度和铸坯质量。本论文通过数值模拟和水力学模型实验对改造前后的中间包进行夹杂物上浮率测试,比较在不同控流装置及工况下去除夹杂物能力,并对控流装置进行优化,分析中间包内有无挡墙以及挡墙参数变化对中间包内流场、夹杂物上浮率的影响。并将改造后中间包与原中间包做对比,以此判断新中间包投入使用后能否达到或超过原中间包去出夹杂物水平。方案NTGA7和NTA5为数值模拟后得出最优方案。NTGA7下的中间包对粒径40μm及以下夹杂物去除率高于原中间包,粒径70μm及以上的夹杂物上浮率与原中间包十分相近,粒径50μm至70μm的夹杂物上浮率略低于原中间包,但差距不大。通过水模实验得到原中间包最佳控流装置为TGA7和TA2,相比优化前65μm夹杂物减少了3.4%和0.5%。前者排除夹杂能力略高,但后者更方便排渣操作,液面翻卷小,并且成本更低。改造后的中间包最佳控流装置为NTA4,其卷入结晶器的65μm和90μm夹杂物量相比优化前降低7.3%和13.1%。改造后的中间包在不同钢通量、不同液位高度条件下的夹杂物上浮排除能力与原中间包相比都有明显的降低,对于优化后的控流装置(TA2和NTA4),改造后的中间包65μm和90μm的夹杂物收集量比原中间包分别增加了14.0%和36.2%。并且在换包时液面波动比原中间包更剧烈,更容易发生卷渣。在相同钢通量和液位高度(钢通量9.45t/min,液位高度1020mm)的条件下,改造后的中间包的液位波动几乎为原中间包的2倍。在换包过程液位下降期间,中间包上浮排除夹杂物的能力明显要高于正常浇注阶段;开浇后的液位上升阶段,夹杂物排除能力低于正常浇注阶段,并且夹杂物排除的能力随着钢通量的增加而下降;液位波动也随着钢通量的增加而急剧增加。但以大的钢通量抬升液位能够迅速过渡到正常浇注状态,影响的铸坯长度较短。
二、连铸中间包湍流控制器水模实验研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、连铸中间包湍流控制器水模实验研究(论文提纲范文)
(1)中间包流场控制技术的进展(论文提纲范文)
1 中间包研究方法 |
2 中间包流场控制技术 |
2.1 湍流控制器 |
2.2 中间包坝、堰和挡墙 |
2.3 挡坝和挡墙的开孔导流 |
2.4 控流装置的组合优化 |
2.5 中间包长水口吹氩 |
2.6 中间包气幕挡墙 |
3 中间包控流技术发展趋势和展望 |
4 结论 |
(2)大方坯连铸中间包等离子加热技术与应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 连铸中间包 |
2.1.1 连铸技术的发展 |
2.1.2 中间包的起源与发展 |
2.2 中间包冶金技术研究进展 |
2.2.1 中间包冶金功能 |
2.2.2 中间包控流装置 |
2.2.3 大容量中间包 |
2.2.4 离心流动中间包 |
2.2.5 中间包连续真空浇铸处理 |
2.2.6 中间包覆盖剂技术 |
2.2.7 中间包加热技术 |
2.2.8 防止中间包浇铸过程二次污染 |
2.2.9 中间包冶金过程的研究方法 |
2.3 等离子加热技术和发展趋势 |
2.3.1 等离子体的定义及其性质 |
2.3.2 中间包等离子加热原理及优点 |
2.3.3 中间包等离子体加热设备组成 |
2.3.4 等离子体加热的研究现状 |
2.3.5 等离子加热技术的发展 |
3 课题研究背景及研究内容 |
3.1 研究背景及意义 |
3.2 研究内容及技术路线 |
3.3 创新点 |
4 中间包等离子加热模拟研究 |
4.1 等离子加热中间包水力学模拟研究 |
4.1.1 实验原理及参数设定 |
4.1.2 实验装置及实验方法 |
4.1.3 实验方案 |
4.1.4 结果与分析 |
4.2 等离子加热中间包数值模拟研究 |
4.2.1 建立模型 |
4.2.2 网格划分 |
4.2.3 基本假设 |
4.2.4 控制方程 |
4.2.5 数值模拟方案 |
4.2.6 数值模拟结果 |
4.3 小结 |
5 等离子加热钢液过热度对连铸坯凝固传热影响研究 |
5.1 连铸过程分析及模型建立 |
5.1.1 模型设计与假设条件 |
5.1.2 控制方程与边界条件 |
5.2 工艺计算参数与模型验证 |
5.2.1 数值求解 |
5.2.2 模型验证 |
5.3 模拟结果分析与讨论 |
5.3.1 钢液过热度对连铸坯温度场的影响 |
5.3.2 钢液过热度对连铸坯凝固进程的影响 |
5.3.3 钢液过热度对连铸坯凝固组织的影响 |
5.4 小结 |
6 等离子加热工艺对钢液升温及洁净度影响分析 |
6.1 热试试验过程与方法 |
6.2 试验结果与分析 |
6.2.1 等离子加热对钢液升温情况的影响 |
6.2.2 等离子加热对钢液成分的影响 |
6.2.3 等离子加热对夹杂物的影响 |
6.3 小结 |
7 等离子加热对中间包覆盖剂影响规律研究 |
7.1 试样制备及实验设备 |
7.2 宏观形貌及成分分析 |
7.2.1 等离子加热前后覆盖剂宏观形貌 |
7.2.2 等离子加热前后覆盖剂成分分析 |
7.3 等离子加热前后覆盖剂的结晶特性 |
7.4 等离子加热前后覆盖剂物相分析 |
7.4.1 等离子加热前后覆盖剂微观形貌分析 |
7.4.2 等离子加热前后覆盖剂SEM-EDS结果 |
7.5 液相区成分分析 |
7.6 小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 技术展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)重轨钢连铸中间包流场优化和夹杂物去除模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 钢轨钢发展概况 |
1.2 连铸技术发展概述 |
1.2.1 国内外连铸技术发展现状 |
1.2.2 连铸技术的优势 |
1.3 中间包冶金技术 |
1.3.1 中间包冶金技术的发展 |
1.3.2 中间包作用及冶金功能 |
1.3.3 中间包控流技术及研究现状 |
1.4 中间包内钢液行为的研究方法 |
1.4.1 物理模拟方法 |
1.4.2 数值模拟方法 |
1.5 本课题研究目的、内容和意义 |
第2章 中间包数值模拟理论与分析方法 |
2.1 数值模拟工具 |
2.2 基本假设 |
2.3 控制方程 |
2.4 夹杂物运动方程 |
2.5 中间包模型及网格 |
2.5.1 中间包模型及相关模拟参数 |
2.5.2 中间包网格划分 |
2.6 边界条件 |
2.6.1 边界条件的选择 |
2.6.2 速度入口相关参数计算 |
2.7 求解器设置 |
2.8 中间包RTD曲线分析方法 |
2.8.1 RTD曲线概述 |
2.8.2 RTD曲线的模拟过程 |
2.8.3 多流中间包RTD曲线分析方法 |
第3章 原中间包及增设湍流控制器、坝堰后中间包的模拟 |
3.1 原中间包数值模拟结果 |
3.1.1 原中间包流场模拟结果 |
3.1.2 原中间包RTD曲线 |
3.1.3 原中间包温度场模拟结果 |
3.1.4 小结 |
3.2 湍流控制器对中间包流场、温度场的影响 |
3.2.1 湍流控制器的设计 |
3.2.2 湍流控制器中间包流场的模拟结果 |
3.2.3 湍流控制器中间包RTD曲线的模拟结果 |
3.2.4 湍流控制器中间包温度场模拟结果 |
3.2.5 湍流控制器对中间包底部剪切应力的影响 |
3.2.6 小结 |
3.3 圆型湍流控制器+坝堰对中间包流场、温度场的影响 |
3.3.1 坝堰结构的设计 |
3.3.2 坝堰结构中间包流场模拟结果 |
3.3.3 坝堰结构中间包RTD曲线模拟结果 |
3.3.4 坝堰结构中间包温度场模拟结果 |
3.3.5 小结 |
3.4 本章小结 |
第4章 圆型湍流控制器+多孔挡墙中间包的数值模拟 |
4.1 多孔挡墙结构的设计方案 |
4.2 多孔挡墙的正交设计方案 |
4.3 中间包多孔挡墙数值模拟结果及正交分析 |
4.3.1 中间包多孔挡墙数值模拟结果 |
4.3.2 中间包多孔挡墙模拟结果的正交分析 |
4.4 多孔挡墙中间包流场模拟结果 |
4.5 多孔挡墙中间包RTD曲线模拟结果 |
4.6 多孔挡墙中间包温度场模拟结果 |
4.7 本章小结 |
第5章 不同控流方案对中间包夹杂物运动的影响 |
5.1 不同控流方案中间包夹杂物去除率分析 |
5.2 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文和参加科研情况 |
致谢 |
作者简介 |
(4)六流连铸中间包数学物理模拟及流动特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 .绪论 |
1.1 中间包冶金技术 |
1.1.1 中间包冶金发展历程 |
1.1.2 中间包冶金的作用 |
1.1.3 中间包内钢液流动的研究 |
1.2 中间包研究方法 |
1.2.1 物理模拟 |
1.2.2 数值模拟 |
1.3 中间包内流场的流动特性分析方法 |
1.3.1 经典单流中间包RTD曲线分析方法 |
1.3.2 多流中间包RTD曲线分析方法 |
1.4 本论文选题依据和主要研究内容 |
1.4.1 课题研究背景和意义 |
1.4.2 研究内容与目标 |
第二章 物理实验模型的建立与结果分析 |
2.1 中间包模型的建立 |
2.1.1 水模拟理论基础 |
2.1.2 水模拟实验试验方法 |
2.1.3 停留时间分布函数 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 实验装置和方法 |
2.2.2 实验方案 |
2.3 水模拟试验研究 |
2.3.1 方案1的试验结果 |
2.3.2 方案2的试验结果 |
2.3.3 方案3的试验结果 |
2.3.4 方案4的试验结果 |
2.3.5 方案5的试验结果 |
2.3.6 方案6的试验结果 |
2.3.7 方案7的试验结果 |
2.3.8 方案8的试验结果 |
2.3.9 方案9的试验结果 |
2.4 最优实验方案的确定 |
第三章 数学模型的建立与结果分析 |
3.1 数学模拟 |
3.1.1 基本假设 |
3.1.2 数值模拟的控制方程 |
3.1.3 模型建立与边界条件 |
3.2 方案一的模拟结果 |
3.3 方案二的模拟研究 |
3.4 方案三的模拟研究 |
3.5 温度分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 中间包流动特性模型的研究应用 |
4.1 单流中间包流动特性分析模型 |
4.1.1 组合模型理论 |
4.1.2 单流中间包流动特性分析模型 |
4.1.3 经典单流中间包分析模型处理结果对比 |
4.2 多流中间包流动特性分析模型 |
4.2.1 多流中间包流动特性分析模型 |
4.2.2 多流中间包分析模型处理结果对比 |
4.3 F曲线用于多流中间包流动特性分析模型研究 |
4.3.1 F曲线 |
4.3.2 强度函数 |
4.3.3 死区计算方法的修正 |
4.3.4 模型验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(5)连铸五流中间包流动特性的物理数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 中间包冶金技术的发展 |
1.1.1 中间包的功能 |
1.1.2 中间包冶金技术 |
1.2 中间包冶金过程研究方法 |
1.2.1 中间包物理模拟 |
1.2.2 中间包数值模拟 |
1.3 本文研究目的与研究内容 |
第二章 中间包控流装置的物理模拟优化 |
2.1 基本工程条件 |
2.2 实验原理 |
2.2.1 几何相似 |
2.2.2 动力相似 |
2.3 实验装置 |
2.4 实验方法 |
2.4.1 停留时间分布曲线(RTD曲线)的测定 |
2.4.2 流场显示方式 |
2.4.3 实验数据处理方法 |
2.5 水模型实验 |
2.5.1 原型与模型的雷诺准数Re的计算 |
2.5.2 模型参数的确定 |
2.5.3 水模型实验设计和方案 |
2.5.4 水模型实验过程 |
2.6 实验结果与分析 |
2.6.1 空包实验结果和分析 |
2.6.2 该挡墙下探索优化实验结果和分析 |
2.7 最优控流装置的深入实验结果和分析 |
2.8 本章小结 |
第三章 拉速对中间包流动特性影响的数值模拟研究 |
3.1 最优方案结构参数 |
3.2 中间包数学模型的建立 |
3.2.1 基本假设 |
3.2.2 中间包流场计算模型(流动模型) |
3.2.3 中间包内钢液停留时间计算模型 |
3.3 边界条件 |
3.3.1 流动模型边界条件 |
3.3.2 示踪剂扩散模型边界条件 |
3.4 数值模拟三维模型建立 |
3.5 可靠性验证 |
3.6 模拟方案 |
3.6.1 减产状况下模拟方案 |
3.6.2 探究提高远流拉速对中间包流动特性影响的模拟方案 |
3.7 模拟结果及分析 |
3.7.1 多流中间包内钢液流动特性的评价方法 |
3.7.2 减产状况下模拟结果及数据分析 |
3.7.3 提高远流拉速对中间包流动特性影响的模拟结果及数据分析 |
3.8 本章小结 |
第四章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间研究成果 |
致谢 |
(6)长水口结构及电磁作用对中间包冲击区钢液流动的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 中间包冶金技术的发展 |
1.1.1 中间包及其作用 |
1.1.2 中间包的冶金功能 |
1.2 中间包冶金的研究方法 |
1.2.1 物理模拟 |
1.2.2 数学模拟 |
1.3 中间包钢液流场的研究 |
1.4 中间包冲击区钢液流动控制研究 |
1.4.1 湍流控制器和长水口研究 |
1.4.2 电磁控流技术研究 |
1.5 本文研究意义和基本内容 |
第二章 扩张型长水口对中间包冲击区钢液流动的影响研究 |
2.1 数学模型建立 |
2.1.1 基本假设 |
2.1.2 控制方程 |
2.1.3 边界条件 |
2.1.4 求解方法 |
2.2 物理模型的建立 |
2.2.1 实验原理 |
2.2.2 实验装置 |
2.2.3 实验方法 |
2.3 计算结果与分析 |
2.3.1 长水口结构对无湍流控制器中间包冲击区的影响 |
2.3.2 长水口结构对使用圆形带檐湍流控制器中间包冲击区的影响 |
2.3.3 水模实验对数模结果的验证 |
2.4 本章小结 |
第三章 电磁旋流技术对中间包冲击区钢液流动的影响研究 |
3.1 数学模型建立 |
3.1.1 基本假设 |
3.1.2 控制方程 |
3.1.3 边界条件 |
3.1.4 求解方法 |
3.2 计算结果与分析 |
3.2.1 无湍流控制器 |
3.2.2 圆形带檐湍流控制器 |
3.2.3 电磁强度大小的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 全文总结 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(7)连铸板坯中间包内吹氩控流装置的优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 现代连铸技术的发展历程 |
1.2 中间包的作用 |
1.3 中间包冶金技术 |
1.4 中间包冶金过程模拟的研究现状 |
1.4.1 中间包冶金过程数值模拟研究现状 |
1.4.2 中间包冶金过程物理模拟研究现状 |
1.5 本课题研究的目的和内容 |
第2章 研究方法及实验方案 |
2.1 中间包物理模拟的研究方法及实验方案 |
2.1.1 中间包水模型建立的理论依据 |
2.1.2 中间包水模型的建立 |
2.1.3 中间水模型RTD曲线测定及流场实验方案 |
2.2 中间包数值模拟的研究方法和实验方案 |
2.2.1 描述中间包内钢液流动的数学方程 |
2.2.2 中间包数学模型的建立 |
2.2.3 中间包边界条件 |
2.2.4 中间包数值模拟实验方案 |
第3章 中间包控流装置优化的水模型研究 |
3.1 水模实验结果 |
3.2 挡坝与挡墙间距对中间包内钢液停留时间的影响 |
3.3 挡坝高度对中间包内钢液停留时间的影响 |
3.4 不同挡坝挡墙位置对中间包内钢液停留时间的影响 |
3.5 挡坝导流孔倾角对中间包内钢液停留时间的影响 |
3.6 小结 |
第4章 吹氩中间包控流装置优化的水模型研究 |
4.1 水模实验结果 |
4.2 不同吹气量对钢液停留时间的影响 |
4.3 透气条位置对钢液停留时间的影响 |
4.4 透气条代替挡坝情形下对钢液停留时间的影响 |
4.5 透气条在其他位置对钢液停留时间的影响 |
4.6 小结 |
第5章 吹氩中间包控流装置优化的数值模拟研究 |
5.1 数值模拟模型的验证 |
5.2 不同吹气量对钢液流动状态的影响 |
5.3 吹气位置不同时对钢液流动状态的影响 |
5.4 透气条代替挡坝情形下对钢液流动状态的影响 |
5.5 透气条在其他位置对钢液流动状态的影响 |
5.6 小结 |
第6章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
(8)连铸中间包内流动、传热以及夹杂物聚集的模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 中间包冶金 |
1.2 中间包内钢液的流动与夹杂物行为控制 |
1.2.1 中间包内钢液的流动 |
1.2.2 中间包内钢液流场的评价指标 |
1.3 中间包冶金过程的研究方法 |
1.3.1 中间包冶金的物理模拟 |
1.3.2 中间包冶金的数值模拟 |
1.4 研究意义和研究内容 |
1.4.1 本课题的研究目的和意义 |
1.4.2 本课题的研究内容 |
第二章 物理模拟试验 |
2.1 水模试验原理 |
2.2 水模拟试验的建立 |
2.2.1 试验装置 |
2.2.2 试验方法 |
2.2.3 试验参数的确定 |
2.2.4 试验方案 |
2.3 水模实验结果与分析 |
2.3.1 方案1的试验研究 |
2.3.2 方案2的试验研究 |
2.3.3 方案3的试验研究 |
2.3.4 方案4的试验研究 |
2.3.5 方案5的试验研究 |
2.3.6 方案6的试验研究 |
2.3.7 方案7的试验研究 |
2.3.8 方案8的试验研究 |
2.3.9 方案9的试验研究 |
2.4 水模试验结果分析 |
2.5 水模试验结论总结 |
第三章 中间包流场、浓度场和温度场的数值模拟 |
3.1 数值模拟 |
3.1.1 数学模型的建立 |
3.1.2 计算方法及边界条件 |
3.2 数值模拟试验研究 |
3.2.1 无挡墙方案的试验研究 |
3.2.2 挡墙距离出水口 200mm方案的试验研究 |
3.2.3 挡墙距离出水口 329mm方案的试验研究 |
3.3 小结 |
第四章 中间包内夹杂物碰撞聚集的数值模拟 |
4.1 假设条件 |
4.2 化学反应热力学 |
4.3 均匀成核热力学 |
4.4 晶胚的均匀形核 |
4.5 生长动力学 |
4.5.1 奥斯特瓦尔德熟化 |
4.5.2 碰撞生长 |
4.6 数学模型的建立 |
4.7 数学模型的计算结果与分析 |
4.8 小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)基于钢包长水口吹氩的连铸中间包内传输现象研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 主要研究内容及创新点 |
第2章 文献综述 |
2.1 钢中非金属夹杂物 |
2.1.1 钢中夹杂物的来源 |
2.1.2 钢中夹杂物的化学成分 |
2.1.3 钢中夹杂物的尺寸和形状 |
2.1.4 夹杂物对钢性能的影响 |
2.2 中间包内流体流动特性优化 |
2.3 中间包吹气技术 |
2.3.2 中间包底部吹气的相关研究 |
2.3.3 中间包顶部吹气的相关研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 中间包微气泡吹氩的数学物理模拟 |
3.1 前言 |
3.2 水模实验 |
3.2.1 相似原理 |
3.2.2 实验装置及参数设定 |
3.2.3 气泡测量方法 |
3.3 数值模拟 |
3.4 结果分析 |
3.4.1 水模实验结果分析 |
3.4.2 数值模拟结果分析 |
3.5 水模实验有效性论证及与底吹气幕挡墙技术的对比 |
3.6 本章小结 |
第4章 微气泡条件下中间包内夹杂物去除行为的研究 |
4.1 前言 |
4.2 气泡去除夹杂物机理 |
4.3 水模实验 |
4.3.1 夹杂物输入系统 |
4.3.2 夹杂物监测 |
4.3.3 实验操作流程 |
4.4 结果分析与讨论 |
4.4.1 吹气位置的影响 |
4.4.2 气孔数量的影响 |
4.4.3 气体流量的影响 |
4.4.4 空白对照实验 |
4.4.5 夹杂物尺寸分布及总体去除率分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 微气泡条件下中间包渣-金界面的运动行为研究 |
5.1 前言 |
5.2 水模实验 |
5.3 数值模拟 |
5.3.1 VOF模型 |
5.3.2 湍流模型 |
5.3.3 DPM模型 |
5.3.4 边界条件及求解过程 |
5.4 结果分析与讨论 |
5.4.1 水模实验 |
5.4.2 数值模拟 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论 |
研究存在的不足及工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术成果 |
作者的学习经历及简历 |
(10)某钢厂二流中间包内腔结构优化的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 中间包冶金的作用 |
1.2 中间包控流技术 |
1.2.1 中间包扩容技术 |
1.2.2 挡墙、挡坝的应用 |
1.2.3 湍流控制器的应用 |
1.2.4 过滤器的应用 |
1.3 中间包冶金过程的研究方法 |
1.3.1 中间包冶金的物理模拟 |
1.3.2 中间包冶金的数值模拟 |
1.4 研究意义及研究内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
2 中间包的数值模拟 |
2.1 基本假设 |
2.2 边界条件 |
2.3 模型离散化 |
2.4 原中间包的数值模拟 |
2.4.1 数值模拟参数 |
2.4.2 几种控流装置的比较 |
2.5 改造后中间包的数值模拟 |
2.5.1 数值模拟参数 |
2.5.2 不同控流装置组合参数的比较 |
2.5.3 最佳方案的确定 |
2.6 本章小结 |
3 中间包的物理模拟 |
3.1 物理模型的建立 |
3.2 原中间包的物理模拟 |
3.2.1 不同控流装置形式的比较 |
3.2.2 湍流控制器结构的优化 |
3.2.3 挡墙参数及位置的优化 |
3.3 改造后中间包的物理模拟 |
3.4 改造前后两种中间包的对比 |
3.5 换包过程中间包夹杂物上浮排除能力的研究 |
3.5.1 液位下降阶段的模拟 |
3.5.2 液位上升阶段的模拟 |
3.6 现场取样验证 |
3.7 本章小结 |
4 结论 |
致谢 |
参考文献 |
四、连铸中间包湍流控制器水模实验研究(论文参考文献)
- [1]中间包流场控制技术的进展[J]. 刘逸波,杨健. 连铸, 2021(05)
- [2]大方坯连铸中间包等离子加热技术与应用研究[D]. 叶茂林. 北京科技大学, 2020(02)
- [3]重轨钢连铸中间包流场优化和夹杂物去除模拟研究[D]. 葛阳阳. 河北工程大学, 2020(07)
- [4]六流连铸中间包数学物理模拟及流动特性分析[D]. 夏振东. 安徽工业大学, 2020(06)
- [5]连铸五流中间包流动特性的物理数值模拟[D]. 张玲颖. 安徽工业大学, 2019(08)
- [6]长水口结构及电磁作用对中间包冲击区钢液流动的影响研究[D]. 邓诗云. 武汉科技大学, 2017(01)
- [7]连铸板坯中间包内吹氩控流装置的优化研究[D]. 李洋. 武汉科技大学, 2017(01)
- [8]连铸中间包内流动、传热以及夹杂物聚集的模拟研究[D]. 裴晓航. 安徽工业大学, 2017(02)
- [9]基于钢包长水口吹氩的连铸中间包内传输现象研究[D]. 常胜. 东北大学, 2017(01)
- [10]某钢厂二流中间包内腔结构优化的研究[D]. 严诚. 重庆大学, 2016(03)