五流中间包流场数值模拟与结构优化

摘要

为优化中间包内钢液流动特性、提高钢坯质量,本文利用CFD开源软件OpenFOAMv8,对5流中间包钢液流场进行了数值模拟。利用水模型实验对数学模型进行验证,结果表明死区比例误差不到2%。对原型中间包流场进行分析,发现2#、3#出流口存在钢液短路现象,死区比例为12.77%,有必要对中间包结构进行优化。根据流场分析,拟通过增加挡坝、调整2个导流孔孔径与仰角等措施改善流场特性。通过对比9种导流孔方案下钢液流动特性参数的数值模拟结果,得到其优化方案为:在3#、4#出流口中间增设挡坝,导流孔B、C内径扩大至200 mm,导流孔B仰角增大至30˚。结果表明:结构优化后的中间包内流场的死区比例可降低至2%左右。