钢包起旋高度控制及五流中间包控流装置优化物理模拟研究.docx

钢包起旋高度控制及五流中间包控流装置优化物理模拟研究随着炼钢技术及炉外精炼技术的发展, 钢水的纯净度得到了很大的提升, 目前可以将钢水中的 T[O] 控制在 <5ppm, 因此精炼完成后钢水浇铸过程的保护浇铸成为了钢水洁净度控制的重要环节, 其中为控制钢包残钢量而防止钢包下渣污染钢水的关键参数“钢包浇铸末期起旋高度” , 以及为促进中间包冲击区内因耐材剥落等原因产生的大型夹杂物（>100仙m心中间包内上浮去除而设计的合理中间包控流装置是关键本文主要针对某钢厂钢包浇铸末期旋涡高度较高 ,残钢量较大, 五流长流间距中间包内控流装置不合理的问题 , 以钢包和中间包为研究对象 , 采用水力学模拟的研究方法 , 在分析钢包旋涡高度的影响因素及中间包流动模式的基础上, 得出了控制浇铸末期起旋高度的措施, 优化设计了合理的中间包控流装置钢包浇铸末期起旋高度控制研究表明 , 降低旋涡高度的关键在于减缓旋涡形成前流体的切向和径向速度; 随着精炼结束到开浇钢包静置时间的延长, 旋涡高度先升高后降低, 在允许的条件下适当加快钢包周转有利于降低起旋高度; 挡渣球直径、 加入方式对流场的改变都不足以达到减缓环流形成前速度的作用。

挡渣球被吸入水口后几乎可以完全消除旋涡 ; 挡渣球在旋涡产生前能否被水口吸入与挡渣球的落点及加入高度（离液面高度） 相关挡渣球沟槽深度是控制出口流量的关键参数, 所研究钢包在模型挡渣球沟槽深度为8mm寸，在水口允许的开启度范围内能达到出口（1200L/h）设定流量要求；随着吹氩流量的增加 , 旋涡高度逐渐下降, 当吹氩流量到达0.8NL/min 时, 起旋高度及贯通高度比无吹氩时分别下降了59.1%和 58.6% 中间包模拟实验结果表明 ,现有控流装置（ 工况 ） 条件下中间包内钢液流动模式不合理, 第 2 流存在短路流,夹杂物上浮率仅有77.0%导流孔的尺寸及射流角度是影响钢液流动模式的关键参数;y6 方案 （ 圆形湍流控制器+U2-1-75挡墙+300mmi坝）既消除了短路流又延长了各流的响应时间, 同时还提高了夹杂物的去除率; 平均响应时间比工况时增加了37.9%,死区体积分数仅有6%;夹杂物去除率为92.5%, 比工况时提高了15.5%现场实验结果表明,优化后的中间包内钢液的流动模式更加合理, 夹杂物去除率提高在检测的21个试样中，仅发现1个尺寸大于40（i m的夹杂物，其余试样中夹 杂物最大尺寸均小于40 n m,实验结果满足连铸坯中非金属夹杂物尺寸大于 40 n m比例不超过5%勺目标要求。