中间包是连铸过程中的重要环节，具有减压、稳流、去渣、贮钢、分流等重要冶金功能，中间包内钢液的流动状况、温度场分布状况、钢水混合状况及夹杂物去除状况与连铸工艺过程的稳定性及铸坯质量密切相关.

随着计算机技术的发展，数值仿真已经成为研究和改进传统连铸中间包的重要手段[1-5]，与传统连铸相比，异型坯连铸中间包具有独特的结构，其最显著的特点在于各流均需安装两支相同的水口，中间包内部流态与传统连铸显然不同，因此采用数值模拟的方法对该结构的中间包进行仿真研究，能够深入了解其内部的传输状况，为此类中间包的研究和设计提供一定参考.

1 研究方法

1.1 中间包几何模型

中间包结构如图1所示，该三流中间包主要控流装置为位于长水口附近的导流挡墙，导流挡墙两侧对称设置1对圆形导流孔，该中间包底部共安装有6支相同型号的水口(每流2支)，考虑到该中间包为对称结构，模拟计算时可将中间包简化为实物的一半，简化后的中间包模型共含有3支水口，依次称为：outlet-1～outlet-3(沿X轴负方向).

  

图1 中间包几何模型示意图Fig.1 The schematic diagram of tundish

1.2 主要控制方程

数值计算中所涉及到的控制方程包括连续性方程、N-S方程、k-ε双方程、能量方程、质量传输控制方程及离散相传输控制方程等[6,7].

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1.3 研究方案

由图6中的评分可以看出，4#方案中间包评分显著低于其他方案，该方案中间包夹杂物综合去除能力最差，而3#方案，夹杂物综合去除能力评分最高，该方案下中间包的夹杂物去除效果最好，有利于提高铸坯质量.

 

表1 研究方案

 

Table 1 Research scheme

  

方案Φ/cmL/cmα/°1#1035202#1045353#1055504#1535355#1545506#1555207#2035508#2045209#205535

1.4 模拟方法及主要参数

利用FLUENT前处理软件对中间包进行3D建模，并对几何模型划分非结构化网格，其中长水口及滑动水口部分网格为0.6 cm，其他部分的网格为2 cm，设置相应的边界条件后生成mesh文件，然后在Fluent求解软件中导入mesh文件，启动需要求解的控制方程，设置相应的初始及边界条件，其中入口钢水流速v=0.02 m/s，温度T=1 545 ℃，中间包出口压力 P=101 325 Pa，设钢水动力粘度μ=5.5×10-3 Pa·s，比重ρ=7.08 g/cm3，Z方向所受体积力gz=-9.8 m/s2.采用SIMPLE算法求解流场及压力场，各组控制方程的残差均小于0.000 1，则认为计算达到收敛.

这让张仲平很满意，他倒不是看重徐艺从五星级酒店门僮那里学来的礼仪，而是欣赏他已经养成了这些个习惯。他们经常跟法院的、银行资产公司的人打交道，这些看似繁文缛节的客套是免不了的，会给他们的客户或者说他们的衣食父母留下很好的印象。

2 仿真结果与讨论

2.1 中间包内混合性能

评分×100

 

(1)

式中，Ci为i时刻出口示踪剂浓度，%；ti为i时刻为止浓度监测时间，s；tav为平均停留时间，s.

  

图2 不同方案下各出口平均停留时间Fig.2 The mean residual time of each outletunder different conditions

由图2可知，同一方案下中间包各流出口平均停留时间差别明显，其中outlet-3出口离导流孔最近，平均停留时间最短，约为290～530 s，可见该流可能存在短路流，而outlet-2出口平均停留时间为550～790 s，outlet-1出口平均停留时间在550～890 s之间，由于outlet-1和outlet-2离导流孔较远，平均停留时间相对较长.

为了衡量各方案下中间包各流的一致性，对同一方案下中间包各流平均停留时间取方差，如图2所示.分析以上数据可知9#方案各流平均停留时间方差最大，各流平均停留时间差别最大，各流一致性最差.而3#方案各流方差最小，各流一致性最好，有利于制定合理的连铸工艺制度.

在两位教师的教学中，教师分别对学生的回答给予了及时且具体的评价，这些评价激发了学生继续学习的兴趣，也促进了学生对概念的更深一层的认识与掌握。在《角的初步认识》这一课中，角是什么样子的这一概念是教学的重点，也是学生要达到的目标之一。在A教师和B教师的教学中，学生都能通过学习达到这一目标，但是在以抛锚式教学为主的教学效果有效性上来看，教师A对学生自主学习和协作学习这两环节重视不够，教师B更加关注这两个环节的设计，因此教师A的设计相比较于教师B的设计来说，教师A的设计并没有很好的达到教学过程的有效性，教师B的设计更好地体现了教学过程的有效性。

上述各小节分别利用混合状况、温度分布状况及夹杂物去除状况等单一指标对中间包各方面的性能进行了单指标分析，事实上在中间包的设计中更关注其综合性能，因此需要将上述指标分别按照(2)式和(3)式折算成各指标的评分.

  

图3 各方案下中间包死区体积分数Fig.3 The volume Friction of dead zone in thetundish under different conditions

2.2 中间包内温度场分布

采用coupled算法同时迭代求解温度场和流场数据，求解得到的各流出口钢液温度如图4所示.

  

图4 不同方案下各流出口温度Fig.4 The temperature of each outletunder different conditions

为考察各方案下中间包对不同粒径夹杂物的综合去除能力，按照(2)式将同一方案下各粒径夹杂物去除率转化为综合去除率评分，结果如图6下部数据所示.

此外，模拟得到的不同方案下中间包内钢液的最低温度如图5所示.

如果儿童打了人，家长、教师默认、纵容，不制止、不批评的态度就成为儿童打人行为的强化剂，儿童会觉得打人没有什么不对，以后还打人。所以，当儿童表现出攻击性行为时，应该即时给予批评教育，并且鲜明地表明自己的态度，使儿童认识到什么行为是错误的，怎么做才对。如果儿童有非常严重的攻击行为，如打骂他人、无理顶嘴等，应该给予重罚。当然，重罚并不等于惩罚。重罚包括取消某种特权、不许参加喜欢的活动等。

  

图5 不同方案下中间包内最低温度Fig.5 The minimum temperature in thetundish under different conditions

在稳态流场的基础上，模拟夹杂物在中间包内的运动，计算得到中间包内各方案下不同粒径夹杂物的去除率如图6所示.由图中可以看出，中间包内不同粒径夹杂物的去除率存在显著的差异，对于20 μm夹杂物的去除率较低，仅为32.6%～44.5%，40 μm夹杂物的去除率约为37.1%～46.7%，60 μm夹杂物的去除率可达43.8%～53.2%，80 μm夹杂物的去除率为52.6%～59.4%，而100 μm夹杂物的去除率可达58.9%～65.9%.由于大粒径的夹杂物所受浮力更大，有利于其上浮去除，因此该结果符合客观实际.

2.3 中间包夹杂物去除状况

由图5可以看出，不同方案下中间包内钢液的最低温度在1 768～1 805 K之间，其中8#方案下中间包内最低温度为1 768 K，最大温降约为50 K，温降相对较大.而3#方案中间包内最低温度约为1 805 K，最大温降约为12 K，该方案下中间包温降最小.

  

图6 各方案下不同粒径夹杂物去除率Fig.6 The removal ratio of inclusion withdifferent particle size under different conditions

从图中可以看出中间包各流出口温度存在一定差异，其中靠近导流孔的outlet-3出口由于钢水平均停留时间较短，温降较小，出口处钢水温度较高，约为1 815.4～1 816.4 K，而远离导流孔的outlet-2和outlet-1出口钢水温度依次降低，分别为1 813.8～1 815.1 K和1 812.1～1 814.1 K.同一方案下中间包各出口钢液温度的方差如图4所示，通过分析方差数据可知，8#方案下各流出口钢水温度方差最大，各流钢液温度差异较大，而相比之下4#方案各流钢液温度方差最小，各流温度一致性较好，有利于工艺过程的控制.

以模拟获得的稳态速度场数据为基础，利用Species Model模拟示踪剂在中间包内的3D非稳态扩散过程，从而获得中间包各出口示踪剂浓度分布曲线(RTD曲线)，按照(1)式对RTD曲线进行积分运算得到不同方案下中间包各流平均停留时间(如图2所示).

(2)

具体研究方案如表1所示，主要研究拉坯速度v=0.02 m/s条件下，中间包导流孔直径(Φ)，导流孔高度(L)，导流孔夹角(α)等参数的不同选取方案对中间包冶金性能的影响.

2.4 中间包的综合性能

以中间包各流出口RTD曲线为基础，采用多流中间包死区体积分数计算模型[8]，计算得到各方案下中间包内死区体积分数如图3所示.由图3可知，各方案下中间包死区体积分数在4.5%～9.8%之间，其中7#方案中间包内死区体积分数最大，该方案下中间包混合状况最差.而9#方案下，中间包死区体积分数最小，该方案下中间包混合状况最好，有利于改善中间包的传输性能.

评分×100

(3)

然后利用各指标的评分进行算术平均运算获得综合评分(即总评分)，如图7所示.

  

图7 各方案下总评分Fig.7 Total evaluation scores of each scheme

由图7可以看出， 9#方案总评分最低，可见该方案下中间包的综合性能最差，而3#方案总评分最高，综合性能最优，由此可见，导流孔直径10 cm，导流孔高度55 cm，导流孔夹角50°为综合性能最优方案.

但程大力、王小兵等对峨眉武术源于白猿祖师说法的历史史料存在质疑，经研究其认为峨眉武术自明朝形成体系，而明代己成体系的峨眉武术在清初可能失传，人们今天所称的峨眉武术是许多拳种的混合体；除此之外，四川省体育运动委员会为整理、挖掘与推广峨眉派武术，进行峨眉武术资料搜集并采访巴蜀境内众多60岁以上拳师、名家，并对其史料进行口述史的挖掘，收集到68个门派、两千多种徒手、器械、对练套路、练功方法与项目，发展越来越广泛。[5]

3 结论

(1)导流孔直径10 cm，导流孔高度55 cm，导流孔夹角50°时，中间包各出口钢液平均停留时间差最小，钢液温降最小，夹杂物去除效果最好；

以往的评价体系，往往是教师一锤定音，而教师的评价，往往带有成人化的要求倾向，往往容易求全责备，当然也不利于学生自我管理约束、自主评价、自主管理能力的培养。

(2)导流孔直径15 cm，导流孔高度35 cm，导流孔夹角35°时，中间包各流温差最小；

高速光器件封装技术发展趋势…………………………………………………………张一鸣，刘宇，张志珂 24-4-46

(3)导流孔直径20 cm，导流孔高度55 cm，导流孔夹角35°时，中间包死区体积最小；

(4)导流孔直径10 cm，导流孔高度55 cm，导流孔夹角50°时，中间包综合性能最优.

参考文献：

[1] 李秀杰,陈 阳,余 军,等. 导流孔设计对中间包冶金效果影响的数值模拟仿真[J]. 铸造技术, 2017,38(10):2441-2445．

[2] 刘淑培,周艾琳,张捷宇,等. 单流中间包底吹氩气去除夹杂物的数值模拟研究[J]. 上海金属, 2017,39(2):59-63．

[3] 冯 璐,解西东,巨建涛,等. 八机八流中间包流场温度场数值模拟[J]. 铸造技术, 2017,38(4):881-884．

[4] 韩春鹏,张怀军,刘 平,等.六流中间包内部结构优化的数值模拟及生产应用[J]. 上海金属,2015,37(3):40-44．

[5] 彭继华,刘鲁宁,兰岳光. 中间包控流装置对夹杂物去除影响的数值模拟[J]. 内蒙古科技大学学报, 2011, 30(3):199-202.

[6] Launder B E, Spalding D B. The numerical computation of turbulent flows[J]. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineer, 1974, 3(2): 269-289.

[7] 贺友多．传输过程的数值方法[M]．北京：冶金工业出版社，1991：22-210．

[8] 阮 飞，揭 畅，赵凤光，等．基于示踪剂体积的多流中间包流动特性分析模型[J]．铸造技术，2015，36(2)：429-431．