2.7. Гидродинамика промежуточного ковша с овальным турбогасителем
На следующем этапе моделирования исследовали изменение потоков жидкой стали в промежуточном ковше при установке в зоне падения струи металла огнеупорного турбогасителя. Результаты моделирования (см. рис. 17, 18) свидетельствуют о качественном изменении потоков стали: поток жидкой стали, попадая в гидродинамический мешок и теряя свою кинетическую энергию, устремляется к поверхности раздела «металл–шлак». В результате этого складываются благоприятные условия для удаления неметаллических включений за счет ассимиляции их шлаком, т.к. время их всплывания многократно снижается, чему также способствует восходящий поток. Последующее продвижение стали сопровождается хорошим перемешиванием жидкости по всему объёму ванны промежуточного ковша, что увеличивает время пребывания металла в ковше.
Рис. 17. Схема гидродинамики промежуточного ковша с овальным турбогасителем.
Рис. 18. Гидродинамика промежуточного ковша с овальным турбогасителем
2.8. Гидродинамика промежуточного ковша с перегородками
В работах [19] авторами исследована гидродинамика промежуточного ковша, оснащенного фильтрационными перегородками (рис 19), турбогасителями и перегородками. Наиболее оптимальной конструкцией промежуточного ковша с перегородками следует считать установку перегородки с щелевым вырезом в нижней части перегородки и отверстиями или вырезом в верхней.
Рис 19. Наиболее оптимальные конструкции перегородок.
На Рис 20, 21, 22 показаны основные потоки, скорости и границы гидродинамических фронтов при установке в промежуточном ковше перегородки с вырезом 20 мм ниже уровня металла и с низким вырезом под углом 450 на расстоянии снизу 48,3 мм. Турбогаситель и продувка аргоном отсутствуют.
Поток, проходящий через верхний вырез скользит по верхнему горизонту ванны и опускается к выпускному отверстию. В ходе движения он увлекает за собой поток, выходящий из выреза в нижней части перегородки. При этом основная часть потока, выходящего из выреза практически достигнув стопора, закручивалась и направлялась обратно к перегородке. В нижней ее части имела место небольшая застойная зона. Часть струи из щели закручивалась вверх в непосредственной близости от перегородки.
Рис. 20. Основные потоки жидкости в промежуточном ковше: 1 – приемная камера; 2 – разливочная камера.
Рис. 21. Направления и скорости основных потоков жидкости в промежуточном ковше
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
Рис. 22. Границы гидродинамических фронтов.
2.9. Гидродинамика промежуточного ковша с перегородками и круглым турбогасителем.
На Рис 23, 24, 25 показаны основные потоки, скорости и границы гидродинамических фронтов при установке в промежуточном ковше круглого турбогасителя и перегородки с вырезом 20 мм ниже уровня металла и с высоким прямоугольным окном под углом 450 на расстоянии 58,3 мм снизу.
Установка турбогасителя привела к уменьшению истекающих через перегородку скоростей – над перегородкой до 0,043 м/с, через отверстие – до 0,037 м/с. При этом в приемной камере сохраняются восходящие потоки под слоем покровного шлака, характерные для гидродинамики с турбогасителем.
Рис. 23. Основные потоки жидкости в промежуточном ковше.
Рис. 24. Направления и скорости основных потоков жидкости в промежуточном ковше
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
8 |
Рис. 25. Границы гидродинамических фронтов.