一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置与流程

本发明涉及连铸结晶器钢液流场模拟装置，具体为一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置。

背景技术：

1、连铸工序是炼钢的重要工序，而结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的容器，称之为连铸的“心脏”，高温液态钢水通过中间包、浸入式水口流入到到结晶器内进行冷却，形成具有一定厚度的铸坯，在振动台及拉矫机的作用下，连续不断拉出结晶器，进入二冷区及拉矫区，这个过程需要掌握钢水在结晶器内的流场分布情况以及液面波动情况，以便优化制定工艺参数，如结晶器长度，浸入式水口直径、插入深度、不同拉速等参数，因此要对结晶器内钢水流场进行研究，指导连铸操作。

2、目前市面对连铸结晶器钢液流场采用数值模拟方法做的比较多，而制作模型进行模拟的较少，一般都是使用小比例的模型来模拟结晶器，使用水介质来模拟钢液，模型简单，过程模拟不稳定，数据偏差较大，与实际浇注过程钢水流动情况差距较大，不能够真正反应出钢液流动情况。

3、本人借助现场实际工作经验针对此类问题进行分析和研究，设计出一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，解决了现有的市面对连铸结晶器钢液流场采用数值模拟方法做的比较多，而制作模型进行模拟的较少，一般都是使用小比例的模型来模拟结晶器，使用水介质来模拟钢液，模型简单，过程模拟不稳定，数据偏差较大，与实际浇注过程钢水流动情况差距较大，不能够真正反应出钢液流动情况。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，包括中包注水管、数据采集主机、示踪剂储存罐、液面、高速相机、结晶器、涡流阻缓器、主管路，所述中包注水管下端设有中间包，所述中间包下端螺纹连接有浸入式水口，所述浸入式水口的下端外套有水管，所述浸入式水口上设有浸入式水口调节阀，所述数据采集主机连接有波高仪，所述示踪剂储存罐下端设有软管，所述软管连接有硬管，所述硬管上设有调节阀。

3、优选的，所述涡流阻缓器的下端设有放水阀门，所述放水阀门连接有放水软管。

4、优选的，所述主管路上设有主调节阀、流量计、副调节阀。

5、优选的，所述主管路连接有副管路，所述副管路上设有校准阀门，所述副管路的下端设有存水罐。

6、有益效果

7、本发明提供了一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，本装置的研发，改变了传统简单的模拟方式及工具，是一种综合集成系统的研发装置，包含示踪剂罐、波高仪、高速相机、多个阀门，涡流阻缓器等多个部件，具备了多种模拟研究功能。提出了一种完善的结晶器钢液模拟方法及流程，具备多种功能，包括钢水流场模拟，带示踪剂的模拟，钢液液面波动的模拟，带油渣的卷渣模拟，塑料高速粒子的流场模拟。提出了示踪剂封闭加入方法及流程装置，减少空气进入对流场流量的影响，数据准确性提高12％。通过研发设置双结构涡流阻缓器，有效减缓流体涡流现象，使流体流动更接近于实际浇注情况，流动稳定性提升15％。提出并设置了校准阀门及管路，对流量计进行校正，误差值≤2％。

技术特征：

1.一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，包括中包注水管(1)、数据采集主机(5)、示踪剂储存罐(7)、液面(11)、高速相机(12)、结晶器(13)、涡流阻缓器(14)、主管路(16)，其特征在于，所述中包注水管(1)下端设有中间包(2)，所述中间包(2)下端螺纹连接有浸入式水口(4)，所述浸入式水口(4)的下端外套有水管，所述浸入式水口(4)上设有浸入式水口调节阀(3)，所述数据采集主机(5)连接有波高仪(6)，所述示踪剂储存罐(7)下端设有软管(8)，所述软管(8)连接有硬管(10)，所述硬管(10)上设有调节阀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，其特征在于，所述涡流阻缓器(14)的下端设有放水阀门(22)，所述放水阀门(22)连接有放水软管(23)。

3.根据权利要求1所述的一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，其特征在于，所述主管路(16)上设有主调节阀(15)、流量计(17)、副调节阀(18)。

4.根据权利要求1所述的一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，其特征在于，所述主管路(16)连接有副管路(20)，所述副管路(20)上设有校准阀门(19)，所述副管路(20)的下端设有存水罐(21)。

技术总结本发明公开了一种用于小方坯结晶器内钢水流场模拟研究的方法及装置，涉及连铸结晶器钢液流场模拟装置技术领域。包括中包注水管、数据采集主机、示踪剂储存罐、液面、高速相机、结晶器、涡流阻缓器、主管路。本装置的研发，改变了传统简单的模拟方式及工具，是一种综合集成系统的研发装置，包含涡流阻缓器等多个部件，具备了多种模拟研究功能。提出了一种完善的结晶器钢液模拟方法及流程，具备多种功能，包括钢水流场模拟，带示踪剂的模拟，钢液液面波动的模拟，带油渣的卷渣模拟，塑料高速粒子的流场模拟。提出了示踪剂封闭加入方法及流程装置，减少空气进入对流场流量的影响，数据准确性提高12％。技术研发人员：赵阳,康健,倪晓东,郑研,贾光霖,林亮,张金鑫,袁国受保护的技术使用者：抚顺新钢铁有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13