兩流板坯連鑄中間包的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、連鑄中間包不僅是穩(wěn)壓、分配鋼水和保證鋼水連續(xù)澆鑄的緩沖容器，它還是防止鋼渣進(jìn)入結(jié)晶器和去除鋼液中非金屬夾雜物與均勻鋼水溫度等保證鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。中間包內(nèi)合理的鋼水流動(dòng)狀態(tài)能夠促進(jìn)鑄坯質(zhì)量提高。近年來(lái)冶金工作者采取了一系列措施來(lái)強(qiáng)化和擴(kuò)大中間包的冶金功能，其中的重要措施就是在中間包內(nèi)設(shè)置適當(dāng)控流裝置，使中間包內(nèi)的流體形成合理的流場(chǎng)。
　　本論文結(jié)合該鋼廠兩流板坯T型連鑄中間包生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際情況，采用數(shù)學(xué)模擬和物理模擬相結(jié)合的研究

2、方法，以確定最優(yōu)中間包結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)模擬部分，應(yīng)用模擬軟件對(duì)不同控流方案下的中間包流場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬，選出較優(yōu)方案;物理模擬部分，根據(jù)相似原理，在弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c原型1∶4的幾何相似比條件下，建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，最終確定最佳控流方案并實(shí)施了現(xiàn)場(chǎng)研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明;
　　(1)原型中間包結(jié)構(gòu)不合理。原型中間包內(nèi)流體存在很大的死區(qū)和明顯的短路流，中間包內(nèi)鋼水的響應(yīng)時(shí)間、實(shí)際平均停留時(shí)間較短，流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布不均勻。這些因

3、素都會(huì)導(dǎo)致夾雜物的上浮去除困難，最終影響鑄坯的潔凈度。
　　(2)擋壩的設(shè)置能夠使底部流方向改變，阻擋了下降的流股，消除了短路流。而且合理的導(dǎo)流墻的設(shè)置能夠形成流向液面的流股以及墻壩之間的循環(huán)流，這種控流方式能延長(zhǎng)中間包內(nèi)的鋼液平均停留時(shí)間，促進(jìn)鋼水間能量的交換，避免了末端鋼水的停滯，從而減小了死區(qū)。也有利于大包注流區(qū)擋渣、中間包鋼液的成分、溫度均勻以及鋼液中夾雜物的碰撞聚合長(zhǎng)大和上浮。
　　(3)采用優(yōu)化后的控流裝置——湍

4、流控制器+導(dǎo)流墻+壩，能夠顯著改善中間包內(nèi)鋼水的流動(dòng)狀態(tài)，并有效延長(zhǎng)鋼水的實(shí)際平均停留時(shí)問(wèn)，提高活塞流的體積分率，降低死區(qū)的體積分率，均勻中間包內(nèi)鋼水的溫度及成分。
　　(4)增加中間包容量可進(jìn)一步延長(zhǎng)鋼水的停留時(shí)間。不過(guò)若控流裝置設(shè)置合理，即使不增大容量也能保證鋼水有足夠的停留時(shí)間。在澆鑄末期，中間包內(nèi)容易產(chǎn)生漩渦，因此在鋼液面到達(dá)臨界高度時(shí)，應(yīng)該降低拉速，提前關(guān)閉水口，停止?jié)沧ⅰ?br>　　(5)優(yōu)化后的坯樣質(zhì)量改善。小于5μ