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1、多流中间包控流装置研究李静敏，王平安（河南凤宝特钢有限公司,河南,林州，456552；）摘要：本文对4流方坯中间包的不同控流装置进行了流动特性测试及分析研究。研究结果农明：原中间包由于流体流速快导致边部流和屮部流的流体特性差异人且死区比例献小间包3A型档墙的的边部流和小部流间的流体特性趋于一致,最小停留时间仅相差l~2s；实际平均停留时间平均增加145.9s,死区比例平均减小17.2%。关键词：中间包，水模型，控流装宣，流体特性StudyonCharacteristicofFluidFlowinFour-strandTundishLIJing-
2、min,WANGPing-an（1.HenanFengbaoSpecialSteelCo.,Ltd.HeNail,LinZhou.456552;）ABSTRACT：Thefluidflowoffour-stnindtundishundervariescontroldeviceswerestudiedbywatermodelexperiments.Theresultsshowsthathighrateofflowfluidmakesalargedifferencebetweentheedgeoutletandthemiddleoutlet,and
3、havehighdeadvolumefraction・The3Atestingprogrammakesthecharacteristicofflowoffluidconvergent,thegapofresidencetimebetweendifferentoutletsreduceto1or2seconds,increasetheresidencetimebyanaverage145.9s.anddecreasethedeadvolumefractionbyanaverage17.2%.KEYWORDS：tundish,watermodel,
4、controldevices,chaiacteristicoffluid连铸*产中，中间包是钢包与结品器之间重要的连接设备，是钢水进入结品器之前最后的楮炼手段。其精炼功能主耍是通过改善中间包内钢水的流动状态，获得夹朵物充分」••浮左除的时间和均匀钢水温度和成分。随着对钢水洁净度要求的不断提高，中间包的作川也越來越重要。屮间包内合理的控流元件的设置，对改善屮间包内钢水流动状态、延长钢水在中间包内的停留时间、均匀钢水温度从而提高连铸坯质量有重要作用（，1o针对我钢厂铸坯中大型夹朵物较多，造成铸坯质量不稳定的问题，木文通过采用物理模拟试验方法，研究四
5、流方坯中间包不同控流元件设置下钢水的流动特性，确定该中间包内合理的控流装置，优化四流中间包钢水流场，稳定并捉高连铸坏质量。1.实验原理根据相似原理，试验采用水模拟钢液。中间包内钢液的流动一般町视为粘性不可压缩稳态流动，同时可以忽略化学反应的影响。因此系统只要满足几何相似和动力相似即可叫1.1几何相似本实验屮选取实际连铸住产过程小20t四流中间包为原型，选取模型与原型的儿何相似比为入=1/2。1.2动力相似中间包内钢液流动与模型中流体流动处于同一自模化区。因此只耍保证原型与模型的Frffi数相等,就能够满足相似条件叫BP：IIIFrm二Frs得:
6、（1）(2)则速度比:=A0-5(3)流量比:沪5(4)式（1〜4）中，v为拉速，m/mimQ为气体体积流量,下标m和s分别表示模型和原型。原型与模型的工艺参数如表1所示。表［原型和模型的主要工艺参数Table1Themainprocessparametersoftheoriginaltundishandthemodel参数流矽（m'/h）有效体科匸作液面崗度/mm水口插入液面深度/mm原型11.33.87900200模型2.00.474501(X)1.实验方法实验采用“刺激-响应”方法，实验装置如图1所示。实验时，当中间包液面稳定在工作液而高
7、度示，在长水口脉冲注入2（）（）ml饱和KC1溶液和6（）ml饱和KMnO4溶液，同时使电导率仪和电脑采集数据系统开始丄作，测定4个水口示踪剂浓度随时间的变化曲线（RTD曲线)，采集吋间为30mino为了消除外界因素的影响和系统误差，每组实验重复2〜3次取平均值作为最终实验数据。从RTD曲线町以得到评价中间包内钢液流动形态几个重耍指标。1)从加入示踪剂到示踪剂流至中间包水口时的最小停留时间切皿2)示踪剂浓度达到最大吋的峰值吋间3)流体在中间包的实际平均停留时间如⑷，其计算式为：Pt-c(r)-dtt…==七(5)c⑴4i式中，c(t)为t时刻示
8、踪剂的浓度。4)死区体积匕尸1-3Q/V,符合Sahai151提出的修正混合流动模型，式中V为中间包内水的体积。1.实验结果及分析3.1原型方案分析本
