湍流抑制器对中间包钢液流动的影响

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底吹气中间包内钢液流动及夹杂物去除模拟研究

ＡｂｔａｔＴｅｅｆｃｏｖｉｅｅｔｂｔｍｇｓｂｏｎｃｅｎｆｗｃａａｔｒｓｃｆｌｕｄｓｅｌａｄｉｃｕｉｎｓｒｃｈｆｔｆｆｅｄｆｒｎｏｔａｌｗｉｇｓｈｍｅｏｏｈｒｃｅｉｔｓｏｑｉｔｅｎｎｌｓｏｓｅｉｆｏｌｉｉ
（１北京科技大学冶金与生态工程学院，京１０８；北００３２青岛钢铁集团公司技术中心，岛２６４）青６０３摘要通过４中问包的１３模型实验，小方坯连铸６流中间包内钢液的流场进行了测定，究了５种０ｔ：水对研
ＬｉｕｄＳｅｌｉｎｄｓｔｔｏｓＢｌｗｉｇｑｉｔｅｎＴｕｉｈｗｉｈＢｏｔｍＧａｏｎ
Ｌａｂｎ，Ｃｈｅｅｑｎ，Ｃｕａｚｏ，ＷａｇＧｕｎｓｕａｄＧａｎｂｎｉＸｉｏｉｇｎＷｉｉｇｉＨｕｉｈｕｎａｇｈｎｎｏＹｏｇｉ
ｂｒａｈｅｂｕｂｌｓｔｏｉｓｅｓｎａｌｂｂｂｅｅｋｔｂｅｏｆｒｌｄｉｐｒｅｓｌｌｕｌｓ．ｐｏｌｔｎｃｕｉｎｓｆｏｔｎｐａｅｅｔｉｃｕｓｏｓｒｍｏｉｇｅｆｃ：ｌｒｎｏｅｉｌｓｏａｉｇｕｎｄｇｔｂｓｎｌｉｎｅｖｎｆｅｔｌｔｅｇｓｂｏｗｉｔａｅｔｅｅｒｆｏｎｚｌｎｄｎｅｈａｌｎｇａｒａｂｅｗｅｎｎａｗｏｚｅａｌｄ．ｆｏｎｚｌＳａａｌｂｅｔｍｐｏｅｆｏｃａａｔｒｓｉｓ，ａｈｉｌｌｗｏｚｅｉｖｉａｌｏｉｒｖｗｈｒｃｅｉｔｃｌｔｔｓｓｔａｉｎｔｅｆｏｃｄｔｏｆｌｑｄｉｅｔｂｈｅｅｕｉｎｒｎｏａｔｎｅｒｎｏｚｅａｅｓｌｗｅ：ａｈａｌｗｉｇａｒｉｕｔｏｈｗｏｎｉｉｎｏｉｕｉＳｂｓｕｔｔｎｌｓｏｅｌｖｌａａｚｌｒａｉｏｒｎｄｔｅｇｓｂｏｎｔａ — ｌ

控流装置对中间包夹杂物运动行为的影响

粒（＝１０ｍ）ｄ０的运动轨迹，图中深色轨迹线表示夹杂颗粒在中问包内停留较长，色轨迹线表示夹浅杂颗粒在中间包内停留时间较短。可以看到，在无
控流装置的情况下，杂物随钢液注入中间包后，夹有较大一部分随钢液沿中间包包底直接流向出口，
第３卷第２２期２１年４００月
－
山东冶金
ＳａｄｎＭｅａｌｒｙｈｎｏｇｔｌｇｕ
Ｖ０．２Ｎｏ２１３．
Ａｐｒ０１ｉｌ２０
，、 ’ ’
ｖ。 ’ ’ 。 ’ 。－、
；试验研究；
究。计算结果表明：控流装置的设置可显著改善夹杂物流向，长停留时间，延提高夹杂物去除率。夹杂物去除率随夹杂颗粒当量直径的变大而提高。控流装置对５ｉ以下夹杂颗粒去除率提高较多。本实验所设计的几种控流装置中，Ｏｎ采用导流隔墙的中间包夹杂物去除效果最好。关键词：中间包；夹杂物；去除率；数值模拟；拉格朗日模型；计算流体动力学
中图分类号：Ｆ０．Ｔ７４７文献标识码：Ａ文章编号：０４４２（０００ — ０３０１０－６０２１）２０５ — ２
随着对钢水洁净度要求的提高，中间包已成为
连铸过程中去除夹杂物的一个重要环节。目前普遍采用在中间包内加装堰坝及导流隔墙பைடு நூலகம்的方法来改善中间包内钢水流动状态，以促进钢水中夹杂物

板坯连铸中间包钢液流场的数学模拟

钢液在中间包内的流动应满足质量守恒关系：
０＂１
＋
ｏＸｉ
：０
（）１
一
式中：时间，；流体（ｓ钢液）的密度，ｇｍ；ｋ・
收稿日期：０６１ — ６２０ — ０２
方向上的速度分量，ｘ，３指，ｚ个方向，ｓ。ｙｍ￣－
ｉｎｉｈｆｒＳａｎａｔｎｇｎＴｕｄｓｏｌｂＣｏｃｓｉ
ＳＲｕ — ｉｎ，ＵｉｘａＹＵＥ一ＩｎＫｅ】ａｇ，Ｓ【ｉＵＮ－ｉｇ，ＩＬｉｇｆｎＹｕｐｎＪＡｎ－ｅｇ
（ｃｏｌｆｔｌｒ＆ＲｓｕｃｓＡｈｉｎｖｒｉｆｅｈｏｇ，＇ｓａ４０２ＣｉａＳｈｏｏａｕｇＭｅｌｙｅｏｒｅ，ｎｕｉｅｔｏｃｎｌｙＭａａｈｎ２３０，ｈｎ）ＵｓｙＴｏｎ
板坯连铸中间包钢液流场的数学模拟
苏瑞先，乐可襄，于萍，孙贾凌锋（安徽工业大学冶金与资源学院，安徽马鞍山２３０）４０２
摘要：利用计算机数学模拟的方法，中间包内钢液流场进行研究，对以济钢一炼钢厂板坯连铸中间包为模型，以挡墙分别距入
１５０ｍｍｘ２０ｍｍ。２０
１１流场的数学模型．
中间包内的钢液流动是一个复杂的紊流过程。描述钢液在中间包内流动的方程有连续性方程、动量方
程即纳维尔一托克斯方程（ａｉｒＳｏｅ）及描述湍流流动的，双方程模型。斯Ｎｖ — ｔｓＩｅｋ．￣ｃ一（）１连续性方程

优化中间包结构去除氧化物夹杂

优化中间包结构去除氧化物夹杂中间包作为连铸过程控制钢液清洁的关键环节，在现代炼钢生产中扮演着日益重要的角色。

中间包除了实施钢水分配、稳定注流和保证连浇的基本功能外，还可以作为钢水的精炼容器。

通过中间包冶金，可以防止钢水二次氧化和吸气、改善钢水流动状态、防止卷渣和促进夹杂物上浮、微调钢水成分、控制夹杂物形态和精确控制钢水过热度。

如果中间包结构设计不合理，就难以在中间包内去除夹杂物。

因此，为提高钢液质量，要求中间包具有消除大型外来夹杂物、避免内生夹杂物聚集长大及可在钢液传送过程中去除任何残余夹杂物等功能。

合理的中间包外形设计和内腔结构布置不仅是连浇过程中稳定连铸机和连续操作的关键因素，而且在去除钢液中夹杂物、提高铸坯质量、获得高附加值产品方面发挥着重要作用。

1中间包钢液氧化物夹杂的来源及去除机理中间包钢液中氧化物夹杂有外来夹杂和内生夹杂两种。

内生夹杂物主要是脱氧产物，是钢中的合金化元素与溶解在钢水中的氧以及硫、氮的反应产物。

内生夹杂物数量多，颗粒较小(一般小于10um)，分布较均匀，成分简单，对钢的质量危害较小。

外来夹杂物是指从炼钢到浇注的过程中，二次氧化产物和机械卷入钢中的各种氧化物。

外来夹杂物数量少，尺寸较大，多在30一300um，成分复杂，在钢中呈偶然分布，对钢质危害大。

去除中间包钢液夹杂物的方式主要有上浮、相互碰撞长大上浮和黏附包内耐火材料去除法等，这都与钢液的流动密切相关。

夹杂物上浮速度可粗略用Stockes公式表示V 1=gD12(Ps-P1)∕18u (1)式中，V1为夹杂物上浮速度,cm／min；D1为夹杂物的粒径，cm；Ps为钢液密度，7.0 g／cm3; P1为夹杂物密度，3.5g／cm3；u为钢液黏度，1600℃时为0.05 g／cm·s2；g为重力加速度，980 cm／s2。

夹杂物从中间包底部上浮到钢渣界面所需时间tft f =L/ V1(2)式中,L为中间包钢液的高度，cm。

中间包中钢液流动状况在ANSYS中模拟仿真

主要物理参数为：长度７５ｍ，宽度Ｉ５．０．ｍ，自由表面高度１２ｍ，人口直径１０．５１ｍｍ，出口直径
８ｍｍ，５湍流抑制器置于钢包注流冲击点。人口处
流冲击点设置湍流抑制器，可以减缓 “ 汇流漩
收稿日期：０９— ８—１２００１黄添彪（９３一）工程师；１００浙江省舟山市。１７，３６０
有限单元法是随着电子计算机的发展迅速发展起来的一种现代计算方法，它对中间包流场的研究
是非常有效的方法。采用有限单元法在ＡＳＳ上对中间包流场ＮＹ进行实践模拟，分析中间包内有无流动控制装置时钢水流动状况，旨在揭示中间包内钢水流动的合理特征，为中间包内流动控制装置的优化设计
ｖｕｂｅｉｆｒｔｎｗｅｅｏｔｉｅｏｇｉｅｔｅｐａｔａｐｒｔｎｌａａｌｏｍａｉｒｂａｎｄｔｕｄｈｒｃｉｌｏｅａｉ．ｎｏｃｏ
Ｋｅｗｏｄｔｎｉｈｆｗｅｄｆｉｌｍｅｔｍｅｈｓｍｕａｉｎｙｒｓｕｄｓｌｏｆｌｉｔｅｅｎｔｏｉｎｅｄｉｌｔｏ
态，使流动合理，液面保持平稳，同时减少湍流
的干扰和死区，从而增大钢水的平均停留时间，
பைடு நூலகம்
利于夹杂物的去除，提高钢水的清洁度。堰的基
提供信息及依据，以便指导生产实践。

连铸中间包耐火材料的冲蚀特性与控流装置的优化设置

含碳耐火材料、含锆耐火材料等，钢液对耐火材料的冲蚀破坏已逐渐引起研究人员的重视。，］钢液
流动参数对冲蚀的影响也通过水模实验得到了证
料的化学反应及流体力学因素所致；他区域工其
作层及控流装置耐火材料基本不与钢液发生化学反应，侵蚀主要是由于流体力学因素所致。控其
蚀掉，别建立了不同阶段的数学模型并进行了分
简单的数值模拟计算。
中间包控流装置（火材料）耐的损毁原因主要
是钢液的冲蚀。本文基于计算流体力学（Ｆ建ＣＤ）
立中间包内钢液对耐火材料的冲蚀预测模型，并
程，耐火材料的侵蚀是由多相流动、应力、对热化学反应及传质过程协同作用所造成的。在实际工况条件下，间包内的钢液一直处于流动状态。中渣线处工作层耐火材料的侵蚀是由熔渣与耐火材
拟熔渣对耐火材料的侵蚀速率］。对于耐火材料的机械破坏，通过热应力计算及裂纹的扩展进则行分析。随着不润湿钢液耐火材料的出现，］如
算反应生成物在钢液中的传质速率来分析耐火材料的侵蚀速率。近年来，究人员通过建立耐ｊ研火材料与熔渣之间化学反应的热动力学模型来模
１中间包耐火材料侵蚀机理

中间包湍流控制器

中间包湍流控制器一、前言随着科学技术的不断发展，各相关行业对优质钢的需求量在逐年增加。

近年来，各国在连铸中间包内相继采用各种控流装置以降低钢种非金属夹杂物含量，取得了一定的效果。

从中间包内控流装置的发展，可划分为三个阶段：20世纪70～80年代期间，主要研究应用上挡渣堰和下导流坝的中间包控流装置；80～90年代期间主要研究应用附有导流孔的隔墙以及过滤器的中间包控流装置；20世纪90年代后期国外一些钢厂开始研究中间包内的新型控流装置—湍流控制器，并在少数国外钢铁企业开始使用。

中间包是钢水进入结晶器的最后一道冶金工序。

如果钢水中的夹杂物在此工序内不被去除，那么就将进入钢坯中而成为钢中杂质、进而影响钢材的质量和性能。

中间包内夹杂物去除主要是靠钢包水口注流冲击区内夹杂物相互碰撞合并长大上浮。

研究表明，在中间包内设置湍流控制器可以有效地控制钢水在中间包内的流动状态，为夹杂物碰撞和上浮去除创造了良好的条件。

与其他耐火材料相比，镁质耐火材料具有向钢液中传氧少，有利于钢水脱硫和可以控制钢水回硫以及减少钢中夹杂等一系列优点。

因此，选用镁质耐火材料作为中间包用湍流控制器是非常合适的。

本项目分为中间包流场优化和湍流控制器生产和使用几部分。

二、中间包流场优化研究利用水模试验进行中间包流场优化研究，主要是确定湍流控制器的尺寸大小、在中间包内的摆放位置以及与挡墙和挡坝的配合等。

1、物理模型建立利用相似原理，主要考虑几何相似和动力相似。

试验采用有机玻璃制做中间包、长水口、挡渣堰和导流坝等，采用水模拟钢液。

试验装置如图1所示。

2、中间包湍流控制的作用物理模拟试验表明，中间包采用湍流控制器后可以获得如下显著效果。

（1）可以显著改善中间包内的流体流动特征以及流体流动轨迹中间包内夹杂物去除主要是靠水口注流冲击区内夹杂物相互碰撞合并长大而上浮的。

水模试验表明，在没有湍流控制器时，水口注流冲击到包底的冲击砖后，沿着中间包包底铺散开，自由地向四周流动，包括沿着中间包底流动越过上挡渣堰下部直接流向下导流坝以及溢孔处。

漩流中间包中夹杂物去除效率研究

ＡｂｔａｔＩｉｗｆｒｇｎｌｈａｉｇｅｇｒｃｎｓｅｌｌｔｕｎｅｗｏｋｎｙｔｅｕｓｒｔｅｓｍｕａｉｎｔｓｓｏｌｔｓａｅｍｏｅｂｓｎｓｒｃ：ｎｖｅｏｉｉａｅｒｎｄｅｃａｋｉｔｅａｅｄｒｇｒ－ｒｉｇｂｅ，ｉｌｔｅｔｆａｅｒｄｙｕｉｇｏｓｐｉｈｈｏｐ
维普资讯
第２９卷第２期２００７年４月
山东冶金
ｔｌｕｇＳａｄｎＭｅａｌｒｙｈｎｏｇ
Ｖ０．９．．Ｉ２Ｎｏ２Ａｐｌ２０ｉｒ０７
・
试验研究・
漩流中间包中夹杂物去除效率研究
些小型锅炉容器、机械制造厂家由于经验问题，钢对
曲变形过程中的应力扩散，从而在满足用户要求的
同时，少此类异议的重复发生。减指导用户从以下方面采取措施：１修磨或去除（）边部，以去除或减轻裂纹源；２对于要求一定成形（）曲率的再加工过程，缓慢或渐进地进行冷弯变形，也可以减轻裂纹源的扩展。
在１０～１０ｍ。对安钢二炼钢供坯，品宽度不大０２ｍ成于２０ｍｍ时，边放尺量在１０～１０ｍ；品宽００毛０２ｍ成度大于２０ｍ００ｍ时，放尺量在１０１０毛边３ｍｍ。１４４指导用户合理确定再加工工艺．原始剪切边部再加工冷弯裂与再加工的加工方法有很大关系。对于大型锅炉容器制造、机加工厂家，由于有丰富的材料加工经验，对原始剪切边部的应力集中影响再加工过程进行了充分的考虑。但一

钢包自动引流率的影响因素及改善措施

钢包自动引流率的影响因素及改善措施
钢包是钢铁冶炼中不可或缺的设备之一，钢包自动引流率对冶炼效果以及钢水质量具有重要影响。

本文主要介绍了钢包自动引流率的影响因素及改善措施。

一、影响因素
1. 钢水的温度和流速
钢水的温度和流速是影响钢包自动引流率的两个关键因素。

由于钢水温度高于铁水温度，因此钢水的流动性不如铁水。

同时，钢水流速也会受到钢水的粘度、表面张力等因素的影响。

因此，在钢水温度较高、流速较慢的情况下，钢包的自动引流率将会受到影响。

2. 钢包的设计与质量
钢包的设计与质量也会对钢包自动引流率产生影响。

钢包设计不合理或者钢包质量不好，会导致钢包内部压力不均衡，从而影响自动引流效果。

3. 钢包与铁水和钢水之间的温度差
二、改善措施
合理控制钢水的温度和流速是提高钢包自动引流率的关键。

提高钢水的温度和流速可以增强钢水的流动性，促进钢水在钢包内部的流动。

2. 加强对钢包的检查与维修
加强对钢包的检查与维修，及时排除钢包内部的故障，可以减少钢包内部压力不均衡的情况，从而提高钢包的自动引流率。

3. 优化钢包内部通道设计
优化钢包内部通道的设计，即控制通道角度、通道长度等方面，可以改善钢水在通道内部的流动，从而提高钢包的自动引流率。

减小钢包和钢水之间的温度差，可以使钢包内部温度分布均匀，从而提高钢包的自动引流率。

可以通过加强钢包的保温措施、控制钢水的温度等方法来实现。

总之，钢包自动引流率对钢铁冶炼的效率和钢水质量具有重要影响，需要在实际生产中加强对自动引流率的控制和改善，从而提高钢铁冶炼的效率和质量。

单流板坯连铸中间包内钢液流动特性研究

云茂帆，张春辉（新疆八一钢铁股份有限公司）YUN Mao-fan,ZHANG Chun-hui（Xinjiang Bayi Iron &Steel Co.，Ltd ）Abstract:The thesis makes research on a 30tons single-strand slab continuous caster tundish of Bayi steel.The physi-cal and mathematical simulation methods are currently being used successfully to obtain and analyze the residence timedistribution (RTD)curve,especially the RTD curve with double peaks which reflect the flow mode of the molten steel in tundish.On this basis,a new method to characterize the melt flow in tundish was presented according to the mixed model.The key issues can be summarized as follows:(1)the research found that appearance of double peaks in the RTD curves indicates that short-circuiting flow phenomena appeared in the tundish fluid flow system.(2)In this research,the ratio of width to length (W/L)in tundish is a key factor to control the short-circuiting flow in the tundish fluid flow system.When the ratio of (W/L)in tundish is 0.30,the short-circuiting flow in tundish disappeared completely,the RTD curve shows a single peak completely.Key words:tundish;short-circuiting flow;residence time distribution;flow characterization单流板坯连铸中间包内钢液流动特性研究摘要:以八钢30t 单流板坯连铸中间包为研究对象，采用物理和数学模拟方法，研究了中间包内钢液停留时间分布，分析了呈双峰形状的停留时间分布曲线反映的钢液流动模式，并采用新的方法计算了包含短路流的钢液流动模式的特征参数，进一步阐述了中间包内钢液流动特性。

湍流控制器在沙钢板坯连铸机中间包的应用

湍流控制器在沙钢板坯连铸机中间包的应用
许茂清;皇祝平;夏翁伟;李裕华;程士富;王政
【期刊名称】《现代冶金》
【年(卷),期】2006(034)006
【摘要】通过水模试验,查清沙钢板坯连铸机中间包加湍流控制器对中间包流场的影响,并基于此在中间包内应用湍流控制器,实际生产中铸坯质量有显著提高.
【总页数】3页(P26-28)
【作者】许茂清;皇祝平;夏翁伟;李裕华;程士富;王政
【作者单位】沙钢集团宏发炼钢厂,江苏,张家港,215625;沙钢集团宏发炼钢厂,江苏,张家港,215625;东北大学冶金技术研究所有限公司,辽宁,沈阳,110004;东北大学冶金技术研究所有限公司,辽宁,沈阳,110004;东北大学冶金技术研究所有限公司,辽宁,沈阳,110004;东北大学冶金技术研究所有限公司,辽宁,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】TG2
【相关文献】
1.沙钢板坯连铸机中间包内型结构优化及在生产中的应用 [J], 陈少慧;许茂清;郑力宁;王志福;夏翁伟;李裕华;王政
2.湍流控制器在沙钢板坯连铸机中间包的应用 [J], 许茂清;皇祝平;夏翁伟;李裕华;程士富;王政
3.首钢京唐公司4号双流板坯连铸机中间包混钢过程成分计算模型研究及应用 [J], 孙丹;蒋学军
4.板坯连铸机中间包快速更换水口工艺的应用与实践 [J], 张海波
5.双流板坯连铸机中间包长寿命技术的研究与应用 [J], 张永青
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中间包夹杂物的去除与控制新技术

中间包夹杂物的去除与控制新技术摘要:通过对中间包中不同去除夹杂物的手段进行综合分析,得到各环节中间包均应保护浇注和防止卷渣卷气,中间包应具有合理的控流装置(上下挡墙、湍流抑制器、旋涡抑制器)以得到理想的流场;利用钢包注流生成的小气泡、中间包气幕挡墙和电磁搅拌离心流动可以有效去除中间包内钢水中夹杂物;连续真空处理对脱气和去除夹杂物有良好效果但其可调性差,电磁过滤可作为辅助方法去除夹杂物。

2003年我国钢产量已达到2.7亿t,但一些高品质钢材仍需进口,已经成为我国钢铁工业发展的障碍,同时也影响到我国钢铁产品走向世界,因此提高钢质量、增强国内钢铁企业的竞争力十分重要"提高钢的质量重点是提高钢的洁净度、对钢中夹杂物进行严格控制。

中间包是炼钢流程中的最后一个冶金反应器,对钢坯的质量起着至关重要的作用,文中对近年来发展起来的中间包冶金新工艺新技术及其作用进行了总结概括。

1 中间包防止钢水二次氧化1.1 无氧化烘烤与电磁感应加热为降低中间包耐火材料损耗,改进钢质量,国外有些钢厂已采用热中间包交换技术。

采用陶瓷蓄热体换热器,向中间包喷入加热至1500e的氮气流,即使经过很长时间,中间包温度仍保持高温。

结果表明:与使用密封气体等待较长时间的情况相比,降低了总氧量,提高了钢水的清洁度,同时中间包加热有利于防止浸入水口堵塞。

1.2 保护浇注二次氧化是污染钢液的重要原因。

钢液经过精炼后更要注意中间包内钢水的二次氧化,这是因为,(1)钢液经过精炼后,其[O]、[N]含量比和空气中的O2、N2的平衡值低得多,这个差值越大,二次氧化反应的驱动力越大。

反应速率一般都较快。

(2)钢中的[O]、[S]等都是强表面活性元素,表面活性元素吸附在钢液表面上,占据了较多的活性位置、二次氧化的另一个重要氧源是渣中的易还原氧化物FeO和MnO。

钢液二次氧化与卷渣形成夹杂原因与防止措施如表1所示。

表1 钢液二次氧化与卷渣形成夹杂原因与防止措施夹杂来源夹杂形成原因防止措施卷渣①钢包出水口漩涡卷渣a.下渣检测b.防止钢包汇流漩涡②注流冲击中间包，造成钢渣界面的剪切力和表面波动；注流引起的液—液湍射流a.中间包流场控制如使用湍流抑制器b.中间包大型化c.长水口或套管保护浇注防止中间包汇流漩涡③中间包水口卷渣二次氧化①钢包到中间包注流二次氧化钢包注流保护浇注②中间包到结晶器注流二次氧化中间包注流保护浇注③中间包裸露钢液面二次氧化中间包覆盖剂（上层为炭化稻壳下层为液体如铝酸钙渣系④钢包注流吸气中间包流场控制如使用湍流抑制器⑤中间包水口吸气防止中包汇流漩涡2 中间包内夹杂物去除与控制2.1 中间包结构对夹杂物去除与控制中间包的控流元件(如上下挡墙、湍流抑制器等)的设置对包内非金属夹杂物的上浮及均匀钢水温度、成分起着至关重要的作用。

连铸中间包控流装置优化研究与实践

连铸中间包控流装置优化研究与实践陈伟1,2,苏鹤洲2,施哲1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093;2.昆明钢铁股份公司技术中心云南昆明650302)摘要:通过水力学模拟试验,研究了昆钢7号方坯铸机中间包采用多孔挡墙时的钢水流动特征。

研究结果表明:中包采用多孔挡墙时,各流流动特征趋于一致,流体初次响应时间、平均停留时间增大,死区体积减小,中包冶金效果得到明显改善,3号多孔挡墙为最佳方案。

试验结果应用于生产后,铸坯质量得到明显改善,T S800U铸坯非金属夹杂物出现率由52%降至3.5%。

关键词:水模试验;多孔挡墙;中包冶金;非金属夹杂物中图分类号:T F777.2文献标识码:B文章编号:1002-1043(2009)01-0028-05Study and practice on optimization of the flow control device ofcontinuous casting tundishCH EN Wei1,2,SU H e-zhou1,SH I Zhe1(1.Materials and Metallurg y Eng ineer ing Schoo l,Kunming U niversity of Science and Technolog y,Kunming650093,China;2.Technolog y Center of Kunm ing Iron&steel Co.,Ltd.,Kunm ing650302,China)Abstract:The flow field behavior of tundish w ith mult-i hole dam in the No.7billet cast-er of KISC is researched by hydraulic simulation ex periment.Results show that the flow characteristics o f ev ery flow in tundish tend to be similar,the initial respo nse time and average r esidence time of fluid increase,the vo lum e of dead zo ne decreases and the m et-allurgical effect of tundish is im pro ved o bv io usly by setting up the mult-i hole dam.T he desig n plan of the No.3m ult-i ho le dam is assum ed to be the preferred one.Since appl-i cation of the ex perimental results into productio n the quality of billet has been improved clearly and the non-m etallic inclusions o f TS800U billet decreased fro m52%to3.5%. Key words:hydraulic sim ulation ex periment;mult-i hole dam;tundish metallurg y;non-metallic inclusion连铸中间包作为连接钢包和结晶器的一个中间设备,不但是钢水的储存器和分配器,还是夹杂物上浮和去除的重要场所。

炼钢中间包内钢液流动的水模拟试验

中间包内钢液流动的水模拟试验1 水模型的建立理论依据即相似原理。

中包水模一般只考虑Fr数相等，Re处于同一自模化区（即第二自模化区Re＞104-105）。

即： (Fr)模型=(Fr)原型Re模型＞104-105Re原型＞104-105(按板坯连铸机2000*250，拉速0.9m/min计算，Re原型和1/2尺寸的模型Re 均在第二自模化区)一般取模型与实物的几何比例因子λ为1/2，由公式u 2m /gLm= u 2r/gLr可推导出液体流量比：Q液m /Q液r= umL2m/ urL2r=λ5/2=0.177液体速度比：um / ur=λ1/2 =0.707模型与实际的吹气量比值可通过修正佛路德准数即Fr’来确定：Fr’=ρg u g2/(ρl－ρg)/gL气体流速比：u气m / u气r={ρgr×(ρlm-ρgm) ×L m/[ρg m×(ρlr-ρgr) ×L r]}1/2=0.316气体流量比：Q气m /Q气r =(lm/Lr)2×(u气m/ u气r)=0.079λ：水模型与实际钢包几何比例；m：模型；r：实际钢包；u：流体速度；g ：重力加速度；L：特征长度；Q：液体流量；：密度；模型与原型的各参数比见下表：模型与原型主要参数计算结果见下表：2 试验方法本实验采用刺激—响应试验。

其方法是：在中间包注入流处输入一个刺激信号（饱和KCL溶液），信号一般使用示踪剂来实现，然后在中包出口处测量该输入信号的输出，即所谓响应，从响应曲线得到流体在中包内的停留时间分布（即RTD曲线）。

主要测定仪器为：电导仪；流量计，示踪剂采用饱和的KCl溶液，计算机数据采集处理系统（见图1）。

图1 DJ800导电率采集系统试验装置图如图2 。

图2 实验装置图1—钢包； 2—加示踪剂漏斗； 3—阀门； 4—中间包；5—塞棒； 6—电导电极；7—流量计；8—电导仪； 9—数据采集板； 10—计算机数据处理终端； 11—透气砖通过RTD曲线计算以下参数，反映中间包内流场流动情况滞止时间t p：中间包出口开始出现示踪剂时间。

离心中间包内钢液流动的数值模拟

离心中间包内钢液流动的数值模拟
王赘;钟云波;任忠鸣;王保军;雷作胜;张小伟
【期刊名称】《金属学报》
【年(卷),期】2008(44)10
【摘要】采用数值模拟方法对离心中间包内钢液的流动结构及混合特性进行了研究,并用水模型结果进行了验证.流场的研究结果表明:旋转室内强烈的湍流极大地促进了夹杂物的湍流碰撞生长.另外,在旋转室切向出流的影响下,分配室内形成了较大的水平环流.环流的形成增强了钢液的混合程度,且延长了夹杂物沿着液面运动的距离,增大了夹杂物的去除机会.对钢液停留时间分布(RTD)的预测结果表明:由于钢液的旋转流动,离心中间包内的死区体积明显减小,活塞区及混流区体积增加,从而夹杂物的上浮去除率提高.
【总页数】6页(P1203-1208)
【关键词】离心中间包;钢液流动;夹杂物;数值模拟
【作者】王赘;钟云波;任忠鸣;王保军;雷作胜;张小伟
【作者单位】上海大学上海市现代冶金与材料制备重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG249.7
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