单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包吹气参数制定方法技术

本发明专利技术涉及单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包吹气参数制定方法，根据浇铸工况参数及气幕挡墙的吹气参数对三维流动传热模型进行计算，得到单流弧形通道感应加热中间包的电磁力和焦耳热；再根据电磁力和焦耳热对三维流动传热模型计算得到单流弧形通道感应加热中间包的流场和温度场；根据流场和温度场计算得到单流弧形通道感应加热中间包的夹杂物去除率。本发明专利技术的优点是：考虑不同吹气量的影响，能够在不引起卷渣等不利因素的前提下，发挥气幕挡墙对流场和温度场的优化作用；考虑不同吹气位置的影响，在流场优化的基础上提高钢水的洁净度；建立三维流动传热模型，对具有不同吹气参数感应加热中间包的流场、温度场进行耦合计算。算。算。

【技术实现步骤摘要】
单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包吹气参数制定方法


[0001]本专利技术涉及连铸中间包感应加热
，尤其涉及单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包吹气参数制定方法。

技术介绍

[0002]在连铸过程中，中间包作为钢包与结晶器之间的过渡容器，是钢水进入结晶器前的最后一道工序。从理论上说，它具有二次冶金特别是净化钢水、调控钢水温度的时间与空间。因此，长期以来，冶金工作者不断地寻求中间包新技术，希望能达到低过热度浇注和保证钢水的高洁净度。
[0003]低过热度浇注可以有效抑制连铸坯柱状晶的生长，增大等轴晶的形核与生长区域，降低中心偏析，改善铸坯内部质量。同时，也减少了对耐火材料的侵蚀与冲刷，提高了连铸生产的可浇性与钢水的洁净度。但在连铸实际生产过程中，由于中间包钢水热辐射与耐火材料的吸热，以及换包时由降温突然向升温的转变，势必造成钢水过热度的反复波动，引起较大温降。因此，通过外部热源补偿中间包钢水的温降，使钢水浇注温度保持在目标值附近，已成为研究者们重点关注的课题。
[0004]通道式感应加热技术可以补偿浇注过程中的热量损失，使钢水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包吹气参数制定方法，其特征在于，根据浇铸工况参数及气幕挡墙的吹气参数对三维流动传热模型进行计算，得到单流弧形通道感应加热中间包的电磁力和焦耳热；再根据单流弧形通道感应加热中间包的电磁力和焦耳热对三维流动传热模型计算得到单流弧形通道感应加热中间包的流场和温度场；建立单流弧形通道感应加热中间包的夹杂物碰撞长大模型，根据流场和温度场计算得到单流弧形通道感应加热中间包的夹杂物去除率；具体包括以下步骤：S1、采集单流弧形通道感应加热中间包的浇注工况参数及气幕挡墙的吹气参数；S2、建立单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包的三维流动传热模型，根据浇铸工况参数以及气幕挡墙的吹气参数计算得到单流弧形通道感应加热中间包的流场和温度场；S3、建立夹杂物碰撞长大模型。2.根据权利要求1所述的单流弧形通道气幕挡墙感应加热中间包吹气参数制定方法，其特征在于，步骤S2中，所述的三维流动传热模型，公式如下：其特征在于，步骤S2中，所述的三维流动传热模型，公式如下：其特征在于，步骤S2中，所述的三维流动传热模型，公式如下：其特征在于，步骤S2中，所述的三维流动传热模型，公式如下：公式
①‑④
中，D为电位移，单位为A/m2；q为自由电荷体密度，单位为C/m2；E为电场强度，单位为V/m；B为磁通密度，单位为T；t为时间，单位为s；H为磁场强度，单位为A/m；J为传导电流密度，单位为A/m2；公式
①‑④
为麦克斯韦方程组，计算得出单流弧形通道感应加热中间包的电磁场，将浇铸工况参数及气幕挡墙的吹气参数作为已知量带入公式
①‑④
进行计算，得到单流弧形通道感应加热中间包的电磁力和焦耳热；所述的三维流动传热模型，还包括如下公式：1)质量守恒方程，公式如下：公式
⑤
中，α
k
、ρ
k
和分别表示气相k＝g和液相k＝l时的气含率、密度、速度，g为气体，l为液体，ρ
k
的单位为kg/m3，的单位为m/s；2)动量守恒方程，公式如下：公式
⑥
中，p
k
为气液两相的压力，单位为Pa；T
m
为矩阵转置；为气液相间相互作用力，单位为N；μ
eff
为有效粘度，单位为kg/(m
·
s)；为重力加速度，单位为m/s2；
3)气液相间相互作用力对气液两相流的预测，公式如下：公式
⑦
中，F
D
为气液相间的曳力，单位为N；F
VM
为虚拟质量力，单位为N；F
L
为升力，单位为N；为液相所受到来自另一相的作用力总和，单位为N；为气相所受到来自另一相的作用力总和，单位为N；和大小相等，方向相反；气液相间的曳力F
D
对两相流的影响较大，而F
VM
、F
L
、的影响较小，可以忽略，只考虑气液相间的曳力的影响，由以下公式决定：公式
⑧
中，K
gl
为由气液相间的曳力作用的相间动量交换系数，单位为(N
·
s)/m；的单位为m/s；的单位为m/s；由于气相的密度和体积分数远小于液相，故选用液相的k
‑
ε湍流双方程模型求解k、ε的值，Π
k,l
和Π
ε,l
为气相对液相的影响；k
‑
ε湍流双方程模型的公式如下；ε湍流双方程模型的公式如下；公式
⑨
中，G
b
为气泡上浮产生的液相湍动能，单位为m2/s3；G
k,l
为液相平均速度梯度引起的湍动能产生项，单位为m2/s3；Π
k,l
为气相对液相的影响；α
l
为热扩散率，单位为m2/s；ρ
l
为钢液密度，单位为kg/m3；k为湍动能，单位为m2/s2；为钢液速度，单位为m/s；μ
t
为湍流粘度，单位为kg/(m
·
s)；σ
k
为常数；ε为湍动能耗散率，单位为m2/s...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢飞，廖相巍，常桂华，李广帮，许孟春，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：