湍流抑制器对中间包钢液流动的影响.pdf

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1、第38卷第3期武汉科技大学学报Vo1．38，No．32015年6月JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyJun．2015湍流抑制器对中间包钢液流动的影响阮文康，包燕平，李怡宏，王敏，田永华(1．北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京，100083；2．北京科技大学冶金工程研究院，北京，100083)摘要：采用水模拟试验研究湍流抑制器对中间包钢液流动特性的影响。结果表明，拉速变化时单层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小，双层湍流抑制器能延长包内钢液平均停

2、留时间；液位变化时双层湍流抑制器对钢液流动影响程度较小，相同液位下双层湍流抑制器使钢液在中间包内平均停留时间较之于单层湍抑器相应值至少增加2oS；3种湍流抑制器对中间包流场的改善程度从大到小排序为：双层湍流抑制器，八角形湍流抑制器，单层湍流抑制器。关键词：中间包；钢液流动；湍流抑制器；拉速；液位中图分类号：TF769．9文献标志码：A文章编号：1674—3644(2015)03—0161—04中间包作为连铸环节中的精炼设备直接影响mm，板坯拉速为1．6m／min，中间包液位为1100钢铁产品的质量，其中中间包内

3、钢液的流动行为mm，中间包原型与模型相关参数如表1所示。对铸坯质量影响较大E。为了提高中间包钢液中根据钢液的流动状态，将中间包内分为活塞区、全夹杂物的去除率，已对中间包内型和控流装置进混区和死区3个区域E1O-lZ]。将钢液死区体积和活行过大量研究，其中包括对湍流抑制器结构的塞流体积作为中间包内钢液流动状态的重要评价研究，但考虑现场操作条件和工艺参数变化的指标。研究较少。为此，本文采用物理模拟方法，研究中表1中间包原型与模型参数间包包型、铸坯拉速及液位变化时湍流抑制器对Table1Parametersofpro

4、totypeandmodelforthetundish钢液流动特性的影响。1试验1．1试验条件根据相似原理，用水模拟钢液。模型和原型、1．2试验方法模型现象与原型现象之间满足几何相似、动力学试验对象为80t板坯中间包。试验变量为：相似。湍流抑制器类型、拉速和液位高度。中间包结构试验条件：板坯断面尺寸为1300mm×230图如图1所示。中间包实验装置图如图2所示。-a一●}⋯．一：萤一+1＼l／l一4750一l5564旦／一r6580—762()图1中间包结构图Fig．1Schematicdiagramofdef

5、lectorholeondiversionwallinthetundish收稿日期：2O15—0卜O5基金项目：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51404022)．作者简介：阮文康(1979一)，男，越南籍，北京科技大学博士生．E—mail：mm．1iyh@163．corn通讯作者：包燕平(1963一)，男，北京科技大学教授，博士生导师．E—mail：baoyp@ustb．edu．ca162武汉科技大学学报2015年第3期流抑制器类型对钢液流动特性的影响如图3所示。由图3中可看出，对于中间包内型A，相对于

6、单层湍流抑制器和八角形湍流抑制器，采用双层湍流抑制器时钢液在包内平均停留时间分别延长了58．37S和41．29S，双层湍流抑制器包内钢液滞止时间和峰值时间与八角形湍流抑制器包内钢液相应值相近，但比单层湍流抑制器相应值分别图2中I司包实验装置图增加了8．6和17．3。对于中间包内型B，双Fig．2Schematicdiagramofexperimentaltundish层湍流抑制器包内钢液平均停留时间比单层湍流实验时，将2支电极探头分别插入中问包出抑制器和八角形湍流抑制器包内钢液相应值分别水口中，调节流量至试验方

7、案值，待液面高度稳定延长了19．64S和17．26S，3种湍流抑制器包内后，注入300mL饱和KC1溶液和40mL饱和钢液滞止时间相差无几，双层湍流抑制器包内钢KMnO溶液，同时使电导率仪和电脑数据采集液峰值时问比单层湍流抑制器和八角形湍流抑制系统开始工作，以2倍的理论停留时间作为采集器包内钢液相应值分别增加了12．39／6和4．1％。时间，根据不同试验条件确定不同采集时间，范围三种湍流抑制器对中间包流场的改善程度从大到为20~30min。湍流抑制器试验方案如表2所小排序为：双层湍流抑制器、八角形湍流抑制器、示

8、。中间包流体特性试验方案如表3所示。中间单层湍流抑制器。包不同试验方案下数据采集时间如表4所示。表2湍流抑制器试验方案Table2Experimentschemeofdifferentturbulenceinhibi-torsinthetundish湍流抑制器类型表3中间包流体特性试验方案(a)中间包内型ATable3Experimentschemeofflowcharacterist