真空中间包温度场数值模拟及实验研究

发布时间：2020-04-17 17:41

【摘要】：连铸过程钢液必须具备均匀而稳定的温度，它会直接影响连铸工艺的生产效率以及产品质量。目前钢液温度主要靠中间包外部加热以及加盖、加覆盖剂减少散热等方式来控制，虽然在一定程度上能减少钢液温降，但是依然在很多方面不尽人意，如运行成本高、维修困难、保温效果差等。因此，提出一种有效的、成本低、操作简便的加热保温手段来减少钢液温降，均匀钢液温度就显得十分重要。本文提出一种在中间包钢壳外加一层钢壳(两层钢壳之间有一定的缝隙)，然后两层钢壳之间抽真空的方法来减少中间包散热。运用商业软件对不同真空层压力下中间包内钢液温度分布以及包壁各层温度分布进行数值模拟，对不同压力下真空层的复合导热系数进行计算，并设计小型真空钢包的工业试验对模拟结果进行验证。研究结果表明： 1.普通单流中间包整体温降很大，高温钢液主要集中在长水口附近，浇注区有较大的低温区域。与普通中间包相比，加真空后包内钢液整体温度升高，最大温差与普通中间包相比提高8K。钢液高温区面积增大且向浇注区域靠近，浇注温度提高2-3K，钢液温度均匀性有所提高，中间包死区减小。 2.减小真空层压力，能有效降低钢液散热，压力降低到一定限度后，钢液温度、均匀性、死区面积变化不大。 3.中间包加真空层后，等效于在外层加热一层绝热材料且其导热系数可以通过调整真空层压力来自由调控。随着真空层压力降低，真空层绝热效果提高，当压力小于1000Pa时真空层绝热能力受压力影响变弱，实际生产中真空抽到1000Pa为宜。此时加真空层内层钢板温度不会大幅度提高，不会因高温产生蠕变时钢板变形，中间包能安全使用。 4.小型真空钢包试验中相同条件下钢包加真空层后要比钢包盖加真空后保温效果好，钢包盖真空层压力对其保温效果影响并不大。
【图文】：

流程图,连铸工艺,流程图,连铸比

[4]。图1.1 连铸工艺流程图从20世纪70年代年到90年代的20年间里，连铸工艺达到了大力发展，全世界钢铁企业的连铸比从5.6%迅速提高到62.4%，一些工业发达的国家连铸比甚至达到了95%以上。我国的连铸工艺从1958年开始，但是在很长一段时间内没有得到发展，到1978年的20年间我国连铸比仍然维持在3.55%[5]。直至80年代中后期我国科技水平开始大范围提升，连铸工艺才得以迅猛发展。目前我国绝大多数钢铁企业已经实现了全连铸生产[4,6]。随着社会的发展，各行各业对钢材质量的要求愈来愈高，使得连铸生产工艺对钢液成分以及浇注温度的要求也愈来愈高，，这种行业间的良性竞争大力促进了中间包各种功能的开发、应用和发展。进入21世纪以来

无限大平板,热传导

武汉科技大学硕士学位论文度低的区域转移。热量传输是一种常见的且复杂输方式有三种：传导传热、对流传热和辐射传热。热在温差或者存在温差的不同物体相互接触时，热量的一侧传递，这种热传递方式是热传导。热传导具方向上的热流量与平板两侧的温度差和平板面积的反比，即温差越大、平板面积越大、厚度越薄，通
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF777

【参考文献】