雙流連鑄中間包內(nèi)控流裝置的優(yōu)化研究.pdf

1、連鑄中間包位于鋼包與結(jié)晶器之間，不僅起到貯存和分配鋼液的作用，而且能進(jìn)一步凈化鋼液、調(diào)節(jié)鋼液溫度和成分。在中間包內(nèi)合理設(shè)置抑湍器、擋墻、擋壩、導(dǎo)流隔墻以及氣幕擋墻等控流裝置，能夠有效凈化鋼液?？亓餮b置對(duì)鋼液流動(dòng)特性的影響隨控流裝置組合形式及分布位置的差異而不同。本文采用數(shù)值模擬和物理模擬相結(jié)合的方法來研究合適的控流裝置組合形式和分布位置，同時(shí)考察了鋼包長(zhǎng)水口浸入深度、中間包熔池深度、通鋼量等操作參數(shù)對(duì)鋼液流動(dòng)特性的影響規(guī)律。獲得的主要結(jié)

2、果如下:
　　(1)采用合理的“抑湍器+擋墻+擋壩”組合和布置，能夠有效改善鋼液流動(dòng)特性。鋼液從大包長(zhǎng)水口注入抑湍器后，在抑湍器側(cè)壁引導(dǎo)下上升至液面，然后朝窄面流去，遇擋墻下移，在擋墻下部經(jīng)過，遇擋壩再次上浮至液面，繼續(xù)流向窄面。部分鋼液直接在中間包出口抽吸力作用下匯聚流出;部分鋼液到達(dá)窄面，沿窄面下降，繼而匯聚流出。在此過程中，由于擋墻、擋壩的設(shè)置，鋼液在中間包內(nèi)的停留時(shí)間大為延長(zhǎng)，使夾雜物能充分碰撞、長(zhǎng)大并上浮至液面;抑湍器及

3、擋壩能夠引導(dǎo)鋼液產(chǎn)生上升流，促進(jìn)夾雜物上浮去除。
　　(2)中間包底吹氬時(shí)，存在一個(gè)氣量范圍使鋼液流動(dòng)特性較好。氬氣流量過小，不足以顯著影響鋼液流動(dòng)路徑;氬氣流量過大，不僅會(huì)加快鋼液流速，縮短鋼液停留時(shí)間，而且可能引起渣金界面裸露、卷渣等現(xiàn)象的發(fā)生，造成鋼液污染。本研究中，優(yōu)化吹氬量范圍為1.18～2.36L/min。
　　(3)采用合理的“抑湍器+氣幕擋墻+擋墻+擋壩”組合和布置，亦能較大改善鋼液流動(dòng)特性。鋼液自鋼包長(zhǎng)水口

4、注入抑湍器，在抑湍器側(cè)壁及氣幕擋墻影響下上浮，遇擋墻阻擋繼而下沉，經(jīng)過擋墻下部，遇擋壩上浮后，沿液面流向窄面，在塞棒及窄面附近受出口抽吸力影響匯出。鋼液流動(dòng)路徑合理，有利于夾雜物上浮。氣幕擋墻置于抑湍器與擋墻之間，氬氣泡或者在擋墻靠近鋼包長(zhǎng)水口側(cè)上浮至液面，或者通過擋墻后，在擋壩引導(dǎo)下上浮至液面，鋼液攜帶小直徑氣泡及夾雜物進(jìn)入結(jié)晶器的幾率較小?？紤]氬氣泡對(duì)夾雜物的吸附，這種控流裝置組合和布置亦能夠有效凈化鋼液。
　　(4)操作參數(shù)

5、對(duì)鋼液流動(dòng)特性有影響。在本文考察的浸入深度范圍(300～500mm)內(nèi)，浸入深度為400mm時(shí)，鋼液流動(dòng)特性較好;熔池深度在1140～1260mm時(shí)，熔池越深，流動(dòng)特性越差;通鋼量在2.585～7.185t/min時(shí)，較大通鋼量(6.328t/min、7.185t/min)下，流動(dòng)特性較好。
　　綜上所述，“抑湍器+擋墻+擋壩”的組合能夠有效改善鋼液流動(dòng)特性;吹氬時(shí)存在一個(gè)優(yōu)化氬氣流量范圍，使鋼液流動(dòng)特性較好，本研究中該氣量范圍為