中间包气幕挡墙试验研究

2.4 吹气量对卷渣的影响
(a) 流量为 流量为0.06m3/h
(b) 流量为 流量为0.08m3/h
随着气体流量的增加，表面的剪切力随之增大， 随着气体流量的增加，表面的剪切力随之增大，牵引着 部分覆盖渣跟随钢流运动，并在条形透气砖上方附近聚集， 部分覆盖渣跟随钢流运动，并在条形透气砖上方附近聚集， 形成向下的鼓泡。在液面紊流的作用下， 形成向下的鼓泡。在液面紊流的作用下，一些鼓泡脱离渣层 流量为0.10m3/h (d) 流量为 流量为0.12m3 母体，被钢液表面回流带入熔池深处，形成卷渣。 /h 被钢液表面回流带入熔池深处，形成卷渣。 母体，(c) 流量为 通过模拟，中间包的浇铸液位为300mm,本次试验中导 通过模拟，中间包的浇铸液位为 本次试验中导 致卷渣的临界气量为0.10～0.12m3/h。 致卷渣的临界气量为 ～ 。
0.06 0.1 0.2 0.3 0 0.06 0.1 0.2 0.3 0 0.06 0.1 0.2 0.3
利用透气性能均匀的透气 砖，研究不同吹气流量和 吹气位置对中间包流场的 影响。 影响。得出最佳的透气砖 吹气位置和气体流量。 吹气位置和气体流量。 模型比例为1:3， 模型比例为 ，液体流量 为1.72m3/h，实验采用氮 ， 气模拟氩气。 气模拟氩气。
RTD试验结果分析 试验结果分析2.2 RTD试验结果分析-吹气位置
峰 值 时 间 s的 线 图
140
吹气流 量 m3/h
0.00 0.06 0.10 0.20 0.30
峰值时间s
130
120
110
100 1695 1995 2295
吹 气 位 置 mm
吹气位置对钢液在中间包中的峰值时间影响较显著， 吹气位置对钢液在中间包中的峰值时间影响较显著，在相 同的吹气流量下，吹气位置为2295mm时，峰值时间最长。 同的吹气流量下，吹气位置为 时 峰值时间最长。 在气体流量为0.06～0.1m3/h范围内，峰值的时间最长。 范围内， 在气体流量为 ～ 范围内 峰值的时间最长。
4
RTD试验结果 2.1 RTD试验结果
单砖吹气试验结果
序号 吹气 位置 mm 吹气流 量 m3/h 滞止 峰值时 时间s 时间s 间s 平均停留 时间s 时间s 活塞区 全混 区 死区
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1695 1695 1695 1695 1995 1995 1995 1995 1995 2295 2295 2295 2295 2295
9
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RTD试验结果分析 2.3 RTD试验结果分析-吹气流量
峰 值 时 间 s的 线 图
140
吹 气 位 置 mm
1695 1995 2295
峰值时间s
130
120
110
100 0.00 0.06 0.10 0.20 0.30
吹 气 流 量 m3/h
采用气幕挡墙，峰值时间增加，吹入气体后， 采用气幕挡墙，峰值时间增加，吹入气体后，钢液达到峰值的时间明 显延长，气体流量的大小对峰值时间影响比较显著， 显延长，气体流量的大小对峰值时间影响比较显著，当气体流量达到 0.06m3/h时 峰值时间为最大， 0.06m3/h时，峰值时间为最大，并且随着气体流量的增大会出现一段 相对变化较小的稳定区，而当气体流量超过0.1m3/h 0.1m3/h时 相对变化较小的稳定区，而当气体流量超过0.1m3/h时，峰值时间将会 显著降低。气体流量保持在0.06 0.1m3/h范围内比较好 0.06～ 范围内比较好。 显著降低。气体流量保持在0.06～0.1m3/h范围内比较好。 10 www.sgqg.com
在模拟浇铸 液位300mm下， 液位 下 出现渣眼的临界 吹气量在0.10～ 吹气量在 ～ 0.12m3/h之间， 之间， 之间 超过该流量后， 超过该流量后， 随着吹气量的增 加，其渣眼大小 将加速增加。 将加速增加。
0.06
0.08
0.10
Βιβλιοθήκη Baidu
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
吹气量（ m3/h）
中间包气幕挡墙 试验研究
首钢迁钢
1
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汇报提纲 1. 概 述
2. RTD 试 验 3. 工 业 试 验 4. 结 语
2
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1.概 1.概 述
随着对连铸坯质量要求的提高， 随着对连铸坯质量要求的提高，连铸中间包作为净化钢水的 反应容器越来越受到重视，追求零缺陷铸坯。 反应容器越来越受到重视，追求零缺陷铸坯。 中间包内吹氩能促进夹杂物的上浮，起到净化钢水的作用。 中间包内吹氩能促进夹杂物的上浮，起到净化钢水的作用。 Yamanaka认为 中间包吹氩可以减少50% 50~100µm的 认为， 50%的 Yamanaka认为，中间包吹氩可以减少50%的50~100µm的 大型夹杂物数量。本钢工业试验， 10Kg铸坯试样中夹杂物 大型夹杂物数量。本钢工业试验，每10Kg铸坯试样中夹杂物 含量从7.33~8.98mg降低至4.21~4.33mg 7.33~8.98mg降低至4.21~4.33mg， 含量从7.33~8.98mg降低至4.21~4.33mg，且大型夹杂物数 量明显减少，没有发现尺寸大于30~50µm的夹杂物。 30~50µm的夹杂物 量明显减少，没有发现尺寸大于30~50µm的夹杂物。 首钢迁钢进行了气幕挡墙RTD试验，并进行了工业试验， 首钢迁钢进行了气幕挡墙RTD试验，并进行了工业试验，对 RTD试验 去除钢水夹杂物的情况进行了研究。 去除钢水夹杂物的情况进行了研究。
14
3.1 气幕挡墙对水口结瘤的影响
安装气幕挡墙流的水口
未安装气幕挡墙流的水口
两流的水口上均有一定附着物， 两流的水口上均有一定附着物，但很明显使用气幕挡墙流的 水口上的附着物较少。 水口上的附着物较少。宏观上看气幕挡墙对钢水中夹杂物的去 除起到了一定的作用。 除起到了一定的作用。
15
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(e) 流量为 流量为0.014m3/h (f) 流量为 流量为0.16m3/h
(g) 流量为 流量为0.018m3/h
(h) 流量为 流量为0.20m3/h
12
2.4 吹气量对卷渣和渣眼大小的影响
400 350 300
渣眼大小（ cm2） （
250 200 150 100 50 0 -50 0.04
气幕挡墙对铸坯T.O没有显著改善，4炉次中，2炉带气幕挡 没有显著改善， 炉次中 炉次中， 炉带气幕挡 气幕挡墙对铸坯 没有显著改善 墙的铸流铸坯全氧低于未加气幕挡墙的， 墙的铸流铸坯全氧低于未加气幕挡墙的，有1炉气幕挡墙的铸 炉气幕挡墙的铸 流铸坯全氧高于未加气幕挡墙的。 流铸坯全氧高于未加气幕挡墙的。
0.06 0.1 0.2 0.3 0 0.06 0.1 0.2 0.3 0 0.06 0.1 0.2 0.3
32 30 22 20 47 35 32 25 22 36 37 32 26 22
127 123 113 105 138 133 128 119 110 118 140 141 116 105
7
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RTD试验结果分析 试验结果分析2.2 RTD试验结果分析-吹气位置
平 均 停 留 时 间 s的 线 图
275
平均停留时间s
270 265 260 255 250 245 1695 1995 2295
吹气流 量 m3/h
0.00 0.06 0.10 0.20 0.30
吹 气 位 置 mm
气幕挡墙对钢水T.O T.O的影响 3.2 气幕挡墙对钢水T.O的影响
T.O,ppm 20 7流有气幕 18 8流无气幕 15 15 14 13 12 14 15 14
10
5
0 3728
3729
炉次
3749
3750
用全氧T.O来代 表钢水中显微夹杂 物的水平。 对两个浇次四炉 次每流第二块铸坯 取样，用线切割方 法在铸坯内弧1/4 处取棒样进行全氧 分析。
吹气位置离冲击区越远，平均停留时间越长， 吹气位置离冲击区越远，平均停留时间越长，挡墙位置为 2295 mm时为最佳。当吹气流量在0.06 m3/h左右时，钢液 时为最佳。当吹气流量在 左右时， 时为最佳 左右时 在中间包中的平均停留时间最长，实际效果也要更好一些。 在中间包中的平均停留时间最长，实际效果也要更好一些。
滞止时间s
40 35 30 25 20 1695 1995 2295
吹 气 位 置 mm
在相同的吹气流量下，滞止时间随吹气位置的增大而延长， 在相同的吹气流量下，滞止时间随吹气位置的增大而延长， 在吹气流量为0.06m3/h时，吹气位置为 在吹气流量为 时 吹气位置为2295mm时，钢液在 时 中间包中的滞止时间最长。 中间包中的滞止时间最长。 6 www.sgqg.com
RTD试验结果分析 2.3 RTD试验结果分析-吹气流量
平 均 停 留 时 间 s的 线 图
275 270 265 260 255 250 245 0.00 0.06 0.10 0.20 0.30
吹 气 位 置 mm
1695 1995 2295
平均停留时间s
吹 气 流 量 m3/h
流量对平均停留时间的影响比较明显，在流量为0.06m3/h时 流量对平均停留时间的影响比较明显，在流量为0.06m3/h时， 0.06m3/h 平均停留时间最长， 平均停留时间最长，随着气体流量的增加平均停留时间有明显降低 的趋势。 的趋势。 气体流量对各个评价指标的影响非常显著，量取0.06m3/h 0.06m3/h附近 气体流量对各个评价指标的影响非常显著，量取0.06m3/h附近 比较合适。 比较合适。 11 www.sgqg.com
3
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RTD试验 2. RTD试验
透气砖的位置mm 气体流量 3/h 气体流量m 方案号 透气砖的位置
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1695 1695 1695 1695 1995 1995 1995 1995 1995 2295 2295 2295 2295 2295
0.09 0.09 0.11 0.16 0.07 0.08 0.09 0.13 0.15 0.13 0.06 0.08 0.11 0.12
5
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RTD试验结果分析 试验结果分析2.2 RTD试验结果分析-吹气位置
50 45
滞止时间的线图
吹气流 量 m3/h
0.00 0.06 0.10 0.20 0.30
264 265 259 245 270 267 264 254 248 253 274 266 260 257
0.27 0.26 0.23 0.22 0.32 0.29 0.27 0.25 0.23 0.26 0.3 0.3 0.24 0.22
0.63 0.65 0.66 0.63 0.61 0.63 0.63 0.63 0.62 0.61 0.64 0.62 0.65 0.66
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3 工业试验
气幕挡墙安装位置
透 气 砖
挡坝
中间包其中一流安装气幕挡墙，另一流未安装。 中间包其中一流安装气幕挡墙，另一流未安装。钢种选择较易 发生水口结瘤的低碳铝镇静钢系列，共进行了2个浇次的试验 个浇次的试验。 发生水口结瘤的低碳铝镇静钢系列，共进行了 个浇次的试验。 氩气的工作压力在3-6bar，氩气流量范围为 氩气的工作压力在 ，氩气流量范围为20-40L/min。两流 。 其它工艺参数均一样。钢种选择低碳铝镇静钢。 其它工艺参数均一样。钢种选择低碳铝镇静钢。
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RTD试验结果分析 2.3 RTD试验结果分析-吹气流量
滞 止 时 间 s的 线 图
50 45
吹气位 置 mm
1695 1995 2295
滞止时间s
40 35 30 25 20 0.00 0.06 0.10 0.20 0.30
吹 气 流 量 m3/h
气体流量对滞止时间的影响非常明显，吹入气体后滞止时间可 气体流量对滞止时间的影响非常明显， 达到较大值，在0.06m3/h时滞止时间最长，随着流量的增大， 达到较大值， 0.06m3/h时滞止时间最长，随着流量的增大， 时滞止时间最长 滞止时间有明显下降的趋势。采用气幕挡墙后，相当于在包内 滞止时间有明显下降的趋势。采用气幕挡墙后， 设置了挡坝，延长了钢液在中间包内的行走路线。 设置了挡坝，延长了钢液在中间包内的行走路线。