Εισαγωγή στο Tundish

Από τη δεκαετία του 1850, με την εμφάνιση των μετατροπέων και των κλιβάνων Bessemer, καθώς και την άνοδο της μεγάλης κλίμακας κατασκευής χάλυβα, η πρόοδος του ανθρώπινου πολιτισμού έχει επιταχυνθεί σημαντικά. Ειδικά από τον 20ο αιώνα, η δυναμική ανάπτυξη της χαλυβουργίας έχει γίνει σημαντικό υλικό θεμέλιο για την πρόοδο της παγκόσμιας οικονομίας και του κοινωνικού πολιτισμού. Εντός του προβλεπόμενου χρονικού πλαισίου, ο χάλυβας παραμένει ένα πολύ σημαντικό υλικό στον κόσμο και η ολοκληρωμένη εξαιρετική του απόδοση τον καθιστά αναντικατάστατο υλικό σε μεγάλες βασικές βιομηχανίες και υποδομές. Ο χάλυβας, με το ανταγωνιστικό κόστος και τα υψηλά αποθέματα πρώτων υλών, την εύκολη εξόρυξη, την επεξεργασία και την καλή δυνατότητα ανακύκλωσης, θα συνεχίσει να είναι η κύρια παγκόσμια βασική πρώτη ύλη.
Στη διαδικασία ανάπτυξης της χαλυβουργίας, δεν υπήρξαν θεμελιώδεις αλλαγές στις βασικές αρχές της, αλλά ο τεχνολογικός σχηματισμός κάθε διεργασίας στη διαδικασία παραγωγής χάλυβα και η σύνθεση και η έννοια της μηχανικής έχουν υποστεί σημαντικές αλλαγές, με αποτέλεσμα βαθιές αλλαγές στην δομικός τρόπος και διαδικασία κατασκευής χαλυβουργείων.
Στη δεκαετία του 1950, ως σύμβολο της επανάστασης της βιομηχανίας χάλυβα, αναπτύχθηκε η τεχνολογία συνεχούς χύτευσης, που χαρακτηρίζεται από γρήγορη ταχύτητα διεργασίας, συγκεντρωμένες επενδύσεις και ολοένα και πιο βελτιωμένη τεχνολογία. Το 1970, η παγκόσμια αναλογία συνεχούς χύτευσης ήταν μόνο 5,6 τοις εκατό, αλλά μέχρι το 1990, η παγκόσμια αναλογία συνεχούς χύτευσης είχε φτάσει στο 62,4 τοις εκατό, και ορισμένες βιομηχανικές χώρες είχαν αναλογίες συνεχούς χύτευσης που ξεπερνούσαν το 95 τοις εκατό. Τα τελευταία χρόνια, πολλά εργοστάσια χαλυβουργίας στον κόσμο έχουν αντικαταστήσει τη χύτευση καλουπιών με πλήρη παραγωγή συνεχούς χύτευσης. Μέχρι το 1994, υπήρχαν 24 χώρες που είχαν επιτύχει πλήρη συνεχή κάστινγκ.
Σε σύγκριση με την παραδοσιακή χύτευση καλουπιών, η συνεχής χύτευση έχει τα πλεονεκτήματα της βελτίωσης της απόδοσης μετάλλου και της μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας, ενώ η μείωση της κατανάλωσης μεταλλικών πόρων και ενέργειας είναι σύμφωνη με τις απαιτήσεις της αειφόρου ανάπτυξης. Η εφαρμογή πλήρους συνεχούς χύτευσης απλοποιεί τη διαδικασία παραγωγής χάλυβα, συντομεύει τη διαδικασία και βελτιώνει σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής. Το βαρέλι είναι ένας ενδιάμεσος κρίκος στη διαδικασία παραγωγής χάλυβα και είναι το σημείο μετάβασης από τη διαλείπουσα λειτουργία στη συνεχή λειτουργία. Το βαρέλι, ως μεταλλουργικός αντιδραστήρας, είναι ένας σημαντικός κρίκος για τη βελτίωση της παραγωγής και της ποιότητας του χάλυβα. Ο ρόλος του κατανεμητή δεν μπορεί να αγνοηθεί, είτε για την ομαλή λειτουργία της συνεχούς χύτευσης είτε για τη διασφάλιση της ποιότητας του τηγμένου χάλυβα που καλύπτει τις ανάγκες. Γενικά πιστεύεται ότι το βαρέλι παίζει τους ακόλουθους ρόλους:
1. Φαινόμενο εκτροπής. Για μηχανές συνεχούς χύτευσης πολλαπλών ροών, το υγρό από χάλυβα διαιρείται με ένα δοχείο πολλαπλών ακροφυσίων.
2. Συνεχές αποτέλεσμα έκχυσης. Κατά τη διάρκεια της συνεχούς χύτευσης πολλαπλών κλιβάνων, το χαλύβδινο υγρό που είναι αποθηκευμένο στον κατανεμητή παίζει ρόλο γεφύρωσης κατά την αντικατάσταση του χαλύβδινου τυμπάνου.
3. Αποσυμπιεστικό αποτέλεσμα. Το ύψος της στάθμης του υγρού μέσα στη χαλύβδινη κάννη είναι 5-6m, με μεγάλη δύναμη κρούσης και σημαντικές αλλαγές κατά τη διαδικασία χύτευσης. Το ύψος της στάθμης του υγρού στο δοχείο είναι χαμηλότερο από αυτό της κουτάλας και η διακύμανση είναι πολύ μικρότερη. Ως εκ τούτου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σταθεροποίηση της διαδικασίας χύτευσης χάλυβα και τη μείωση της διάβρωσης της ροής του χάλυβα στο στερεοποιημένο κέλυφος του καλουπιού.
4. Προστατευτική δράση. Καλύπτοντας την επιφάνεια του υγρού του κατανεμητή με ένα μέσο κάλυψης, ένα μακρύ ακροφύσιο και άλλες προστατευτικές συσκευές, το χαλύβδινο υγρό στον κατανεμητή μειώνεται από εξωτερική ρύπανση.
5. Αφαιρέστε τις ακαθαρσίες. Το βαρέλι, ως το τελευταίο δοχείο πυρίμαχων υλικών που διέρχεται πριν από τη στερεοποίηση του τηγμένου χάλυβα, έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ποιότητα του χάλυβα. Θα πρέπει να είναι δυνατός ο αποκλεισμός των μη μεταλλικών εγκλεισμάτων από τον χάλυβα όταν είναι σε υγρή κατάσταση.
Οι ρόλοι που πρέπει να διαδραματίσει η μεγάλη έρευνα μεταλλουργίας περιλαμβάνουν:
1. Βελτιώστε τις συνθήκες ροής του τηγμένου χάλυβα και αφαιρέστε όσο το δυνατόν περισσότερο τα μη μεταλλικά εγκλείσματα στον χάλυβα. Αυτό σημαίνει ότι αποτρέπεται η ροή βραχυκυκλώματος, μείωση των νεκρών ζωνών, βελτίωση της κατεύθυνσης ροής και αύξηση του χρόνου παραμονής του τηγμένου χάλυβα.
2. Ελέγξτε τη θερμοκρασία του πηγαδιού του τηγμένου χάλυβα και, εάν είναι απαραίτητο, αυξήστε τα μέτρα θέρμανσης για να διατηρήσετε έναν σταθερό βαθμό υπερθέρμανσης στον λιωμένο χάλυβα.
3. Η επιλογή κατάλληλων πυρίμαχων υλικών επένδυσης και λιωμένων παραγόντων κάλυψης πισίνας όχι μόνο μειώνει την απώλεια θερμότητας αλλά διευκολύνει επίσης την απορρόφηση, τον διαχωρισμό και την ανύψωση των εγκλεισμάτων.
Η υπολογιστική ρευστοδυναμική είναι μια πολύ αποτελεσματική μέθοδος για τη μελέτη διαφόρων πεδίων ροής. Το χαρακτηριστικό της μεταλλουργίας κατανεμητή είναι να πραγματοποιεί διάφορες μεταλλουργικές διεργασίες στη ροή τετηγμένου χάλυβα, έτσι ώστε το πεδίο ροής του κατανεμητή να μπορεί να λυθεί με τη μέθοδο υπολογιστικής δυναμικής ρευστών. Λόγω της πολύπλοκης δομής του κατανεμητή, εκτός από την πρώιμη χρήση υπολογισμών δισδιάστατου πεδίου ροής, χρησιμοποιούνται κυρίως τρισδιάστατοι υπολογισμοί πεδίου ροής. Ο He Youduo διεξήγαγε έρευνα σχετικά με τον υπολογισμό του τρισδιάστατου πεδίου ροής νωρίτερα και χρησιμοποίησε το πρόγραμμα υπολογισμού του για να υπολογίσει τα χαρακτηριστικά ροής και τους παράγοντες επιρροής διαφόρων τηγμένου χάλυβα στον κατανεμητή. Xiao Zeqiang et al. χρησιμοποίησαν τα μακροπρόθεσμα ερευνητικά τους επιτεύγματα σχετικά με τη ροή του λιωμένου χάλυβα με εμφύσηση αργού στην κουτάλα, και υπολόγισαν επίσης διάφορα πεδία ροής στο κατανεμητή. Έδωσαν επίσης έγκαιρη προσοχή στη μελέτη των μη ισοθερμικών πεδίων ροής στο κατανεμητή, τόνισαν ότι η επίδραση της φυσικής μεταφοράς δεν μπορεί να αγνοηθεί και διεξήγαγαν πειραματική επαλήθευση χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο νερού. Η μέθοδος υπολογιστικής δυναμικής ρευστών έχει γίνει το κύριο μέσο για τη μεταλλουργική ανάλυση του Tunis. Με την ταχεία πρόοδο του υλικού και του λογισμικού υπολογιστών, η υπολογιστική ρευστοδυναμική θα χρησιμοποιείται ευρύτερα στη μεταλλουργική επιστήμη και τεχνολογία.