提高中间包冶金效率的研究与实践
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3结果与分析
3. 1实验结果 中间包实验数据分析计算结果见表 1。
表1 RTD曲线分析结果 方案扌当墙和长水口中心线间距/mm扌当墙和挡坝间距/mm小挡坝高度/mm
V/%
1
1 200
500
0. 206 8ຫໍສະໝຸດ Vd/% 0. 222 9
卩”/% 0. 570 4
Vp/Vd 0. 927 9
2
1 050
250
• 22 •
宽厚板
第25卷
察流体在中间包内的行为,在水模实验时采用刺 激-响应法。由微机通过电导率仪采集中间包出 口的电导率数据，绘制出口示踪剂浓度随时间的 变化曲线,即停留时间分布曲线，简称RTD曲线。 由RTD曲线的有关参数可计算出全混流、活塞流 和死区的比例⑵，如图2所示。图中仏"是滞止时 间，即从加入脉冲信号开始到出口得到响应时的 最短时间，滞止时间延长,活塞区增大％弘为峰值 时间，即获得最大电导率值的时间，峰值时间越 长,峰值越小，曲线就越平缓，流场也就越合理;即实际停留时间，停留时间的分布在一定程度上 反映了液体流动特性，停留时间长可使夹杂有充 分时间上浮。
关键字中间包物理模型RTD曲线控流装置
Research and Practice on Improving Metallurgical Efficiency of Tundish
Kong Mingjiao, Luan Wenlin and Wang Chongjun
(HBIS Group Tangsteel Heavy Plate Co. ,Ltd.)
2.1方案制定原则和原理 非金属夹杂物的上浮与中间包内特定的流动
形式有直接关系。为了设计出理想的中间包，实 验中遵循降低中间包内死区体积分数（匕）、增加 中间包内活塞区体积分数（匕）等连铸中间包内 控流元件参数的优化设计原则°
中间包内钢液的流动可分为全混区、活塞区 和死区（滞止区）等3个区。为了检测、评价和观
KeyWords Tundish, Physical model, RTD curve, Flow control device
o前言
在现代炼钢生产节奏下,精炼后合金化操作 留给夹杂物上浮的时间往往不到1 h,还要经过中 间包、结晶器,真正的镇静时间很短，夹杂物上浮 更多地需要各种物理措施的帮助⑷。
为了提高中间包冶金效率，使钢水中的夹杂 物能够更好地被吸收，唐钢中厚板公司通过建立 单流连铸机中间包物理模型对中间包流场进行模 拟,设计出控流效果更好、更合理的中间包，降低 了钢水中夹杂物，最终提高了铸坯质量。
1物理模型的建立
单流板坯连铸机的中间包物理模型装置见图 1,由有机玻璃大包、中间包模型、大包长水口、中 间包浸入式水口、中间包内控流装置、示踪剂加入 装置、出口示踪剂浓度电导探头、电导率仪、数据 采集计算机等组成。
第25卷第3期 2019年6月
宽厚板
WIDE AND HEAVY PLATE
Vol.25,No. 3
June 2019 * 21 •
提高中间包冶金效率的研究与实践
孔明姣 栾文林 王重君 （河钢唐钢中厚板公司）
摘 要 通过建立物理模型对单流板坯连铸机中间包流场进行模拟，优化中间包控流装置。研究了挡墙、 挡坝的数量和位置对中间包内钢液流场及停留时间分布（RTD）曲线的影响，提出了最优的“抑湍器+单挡墙 +双挡坝”方案，使成品夹杂物含量大幅降低，明显提高了中间包的冶金效率。
图2示踪剂浓度曲线（RTD曲线）示意图 死区内流体的流动十分缓慢，不利于夹杂物
上浮,停滞时间长而引起过多的热量损失 ,出现结 冷钢的现象冲间包内活塞区比例升高，会使停留 时间相对均匀、直接到达中间包出口的短路流减 小，有利于夹杂物上浮⑶。 2.2方案设计与实施
根据连铸中间包的生产实际并考虑实际应用 的方便和可行性等因素，设计了包括原始模型在 内的7种“抑湍器+单挡墙+单挡坝”方案及在 此基础上建立的第8种“抑湍器+单挡墙+双挡 坝”方案，即采用原抑湍器,利用混合模型，通过 调整挡墙和长水口中心线的间距对比计算匕、 v^.v/vd数值,从而反映出中间包的实际控 流效果，筛选最佳的“抑湍器+单挡墙+单挡坝” 控流装置;在最佳的“抑湍器+单挡墙+单挡坝” 方案基础上,在中间包出钢口附近安装不同的小 挡坝对钢水流动特性产生影响，从而找出最优的 “抑湍器+单挡墙+双挡坝”方案。方案经过水 模实验验证后应用于生产实践。
Abstract The physical model is established to simulate the tundish flow field of single strand slab continuous caster and optimize the flow control device of the tundish. The influence of the number and position of retaining wall and dam on the flow field and residence time distribution ( RTD) curve of molten steel in tundish is studied. The optimal scheme of Turbulence Suppression + Single BafHe Wall + Double Baffle Dam is put forward, which greatly reduces the inclusion content of finished product and significantly improves the metallurgical efficiency of tundish.
0. 227 8 0. 180 6 0. 591 5 1.262 2
3
1 150
250
0.211 0. 205 5 0. 583 5 1. 027 6
4
1 250
250
0. 194 1 0. 181 0. 624 9 1.074 7
5
1 050
200
0.218 4 0. 214 9 0. 566 8 1.016 3
3. 1实验结果 中间包实验数据分析计算结果见表 1。
表1 RTD曲线分析结果 方案扌当墙和长水口中心线间距/mm扌当墙和挡坝间距/mm小挡坝高度/mm
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0. 206 8ຫໍສະໝຸດ Vd/% 0. 222 9
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第25卷
察流体在中间包内的行为,在水模实验时采用刺 激-响应法。由微机通过电导率仪采集中间包出 口的电导率数据，绘制出口示踪剂浓度随时间的 变化曲线,即停留时间分布曲线，简称RTD曲线。 由RTD曲线的有关参数可计算出全混流、活塞流 和死区的比例⑵，如图2所示。图中仏"是滞止时 间，即从加入脉冲信号开始到出口得到响应时的 最短时间，滞止时间延长,活塞区增大％弘为峰值 时间，即获得最大电导率值的时间，峰值时间越 长,峰值越小，曲线就越平缓，流场也就越合理;即实际停留时间，停留时间的分布在一定程度上 反映了液体流动特性，停留时间长可使夹杂有充 分时间上浮。
关键字中间包物理模型RTD曲线控流装置
Research and Practice on Improving Metallurgical Efficiency of Tundish
Kong Mingjiao, Luan Wenlin and Wang Chongjun
(HBIS Group Tangsteel Heavy Plate Co. ,Ltd.)
2.1方案制定原则和原理 非金属夹杂物的上浮与中间包内特定的流动
形式有直接关系。为了设计出理想的中间包，实 验中遵循降低中间包内死区体积分数（匕）、增加 中间包内活塞区体积分数（匕）等连铸中间包内 控流元件参数的优化设计原则°
中间包内钢液的流动可分为全混区、活塞区 和死区（滞止区）等3个区。为了检测、评价和观
KeyWords Tundish, Physical model, RTD curve, Flow control device
o前言
在现代炼钢生产节奏下,精炼后合金化操作 留给夹杂物上浮的时间往往不到1 h,还要经过中 间包、结晶器,真正的镇静时间很短，夹杂物上浮 更多地需要各种物理措施的帮助⑷。
为了提高中间包冶金效率，使钢水中的夹杂 物能够更好地被吸收，唐钢中厚板公司通过建立 单流连铸机中间包物理模型对中间包流场进行模 拟,设计出控流效果更好、更合理的中间包，降低 了钢水中夹杂物，最终提高了铸坯质量。
1物理模型的建立
单流板坯连铸机的中间包物理模型装置见图 1,由有机玻璃大包、中间包模型、大包长水口、中 间包浸入式水口、中间包内控流装置、示踪剂加入 装置、出口示踪剂浓度电导探头、电导率仪、数据 采集计算机等组成。
第25卷第3期 2019年6月
宽厚板
WIDE AND HEAVY PLATE
Vol.25,No. 3
June 2019 * 21 •
提高中间包冶金效率的研究与实践
孔明姣 栾文林 王重君 （河钢唐钢中厚板公司）
摘 要 通过建立物理模型对单流板坯连铸机中间包流场进行模拟，优化中间包控流装置。研究了挡墙、 挡坝的数量和位置对中间包内钢液流场及停留时间分布（RTD）曲线的影响，提出了最优的“抑湍器+单挡墙 +双挡坝”方案，使成品夹杂物含量大幅降低，明显提高了中间包的冶金效率。
图2示踪剂浓度曲线（RTD曲线）示意图 死区内流体的流动十分缓慢，不利于夹杂物
上浮,停滞时间长而引起过多的热量损失 ,出现结 冷钢的现象冲间包内活塞区比例升高，会使停留 时间相对均匀、直接到达中间包出口的短路流减 小，有利于夹杂物上浮⑶。 2.2方案设计与实施
根据连铸中间包的生产实际并考虑实际应用 的方便和可行性等因素，设计了包括原始模型在 内的7种“抑湍器+单挡墙+单挡坝”方案及在 此基础上建立的第8种“抑湍器+单挡墙+双挡 坝”方案，即采用原抑湍器,利用混合模型，通过 调整挡墙和长水口中心线的间距对比计算匕、 v^.v/vd数值,从而反映出中间包的实际控 流效果，筛选最佳的“抑湍器+单挡墙+单挡坝” 控流装置;在最佳的“抑湍器+单挡墙+单挡坝” 方案基础上,在中间包出钢口附近安装不同的小 挡坝对钢水流动特性产生影响，从而找出最优的 “抑湍器+单挡墙+双挡坝”方案。方案经过水 模实验验证后应用于生产实践。
Abstract The physical model is established to simulate the tundish flow field of single strand slab continuous caster and optimize the flow control device of the tundish. The influence of the number and position of retaining wall and dam on the flow field and residence time distribution ( RTD) curve of molten steel in tundish is studied. The optimal scheme of Turbulence Suppression + Single BafHe Wall + Double Baffle Dam is put forward, which greatly reduces the inclusion content of finished product and significantly improves the metallurgical efficiency of tundish.
0. 227 8 0. 180 6 0. 591 5 1.262 2
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