单流厚板坯中间包物理模拟研究和应用

特殊钢 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (1): 16-21.

单流厚板坯中间包物理模拟研究和应用

姜学锋¹, 时朋召²,王玉平¹,徐李军²

1 本钢板材股份有限公司炼钢厂，本溪 117000 ;
2 钢铁研究总院国家连铸中心，北京 100081

收稿日期:2021-05-25 出版日期:2022-01-25 发布日期:2023-01-09
通讯作者: 时朋召
作者简介:姜学锋(1973-)，男，高级工程师，1995 年包头钢铁学院 (本科) 毕业，板材炼钢工艺研究。

Study and Application on Physical Simulation of Single Thick Slab Flow Tundish

Jiang Xuefeng¹, Shi Pengzhao², Wang Yuping¹, Xu Lijun²

1 Steel-Making Plant, Bengang Steel Plates Co Ltd, Benxi 117000;
2 National Engineering Research Center for Continuous Casting Technology, Center Iron & Steel Research Institute, Beijing 100081

Received:2021-05-25 Published:2022-01-25 Online:2023-01-09

摘要/Abstract

摘要： 为得到更加合理的50 t中间包控流装置,通过建立几何相似比1∶4的单流中间包水模型,采用物理模拟试验,研究了不同流量(1.09、1.24 m³/h)、长水口插入深度(25、50、75 mm)、挡坝高度(90、135 mm)以及长水口和堰距离(190、390 mm)等参数对中间包流场的影响。模拟结果表明,当响应时间更小时,中间包死区体积反而更大;当中间包的平均停留时间越大时,中间包的死区体积越小;模型最优的中间包工艺参数为:控流方案8^#、流量1.24 m³/h、长水口插入深度25 mm,其平均停留时间为294.99 s,死区体积百分数为16.05%。SPHD钢50 t中间包应用表明,采用流量40 m³/h,长水口插入深度100 mm,挡坝高度540 mm,钢水夹杂物总量2.51 mg/10 kg,去除夹杂物明显。

关键词: 中间包, 物理模拟, 流场, 平均停留时间, 死区体积

Abstract: In order to obtain a more reasonable 50 t tundish flow control device, a single flow tundish water model with a geometrical similarity ratio of 1:4 is established, and physical simulation tests are carried out to study the effects of different flow rates ( 1.09 and 1.24 m³/h ), long nozzle insertion depth(25, 50 and 75 mm ), retaining dam height ( 90 and 135 mm )and the distance between long nozzle and weir(190 and 390 mm )on the flow field in tundish. The simulation results show that when the response time is smaller, the dead zone volume of the tundish is larger. The larger the average residence time, the smaller the dead zone volume in tundish. The optimal tundish process parameters of model are： flow control scheme 8^#, flow rate 1. 24 m³/h, long nozzle insertion depth 25 mm, the average residence time is 294. 99 s, the percentage of dead zone volume is 16. 05%. SPHD steel 50 t tundish production application shows that by using flow 40 m³/h, long nozzle inserted depth 100 mm, dam height 540 mm, the inclusion amount in steel is 2. 51 mg/10 kg, removing inclusion obviously.

姜学锋, 时朋召, 王玉平, 徐李军. 单流厚板坯中间包物理模拟研究和应用[J]. 特殊钢, 2022, 43(1): 16-21.

Jiang Xuefeng , Shi Pengzhao, Wang Yuping and Xu Lijun. Study and Application on Physical Simulation of Single Thick Slab Flow Tundish[J]. Special Steel, 2022, 43(1): 16-21.

[1]	李琦, 邱国兴, 王恭亮, 高鹏, 李荣祥. 130 t钢包底吹氩工艺数值模拟[J]. 特殊钢, 2024, 45(5): 59-65.
[2]	周杨, 朱红春, 李花兵, 姜周华, 何志禹, 倪卓文. 基于相场法模拟VAR强迫流场中柱状晶生长[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 41-46.
[3]	姜亚清, 陈君, 黄成钢, 李博, 李倩, 江焱锋. 中间包涂料对GCr15轴承钢洁净度的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(1): 61-64.
[4]	李京社, 王存, 陈永峰, 杨树峰, 刘威, 白云, 黄成永, 孙烨. 中间包等离子体加热技术研究进展及应用[J]. 特殊钢, 2024, 45(1): 1-11.
[5]	刘启龙, 邓勇, 李华刚, 韦如军, 曹成虎, 张敏. IF钢板坯结晶器电磁搅拌数值模拟与工艺实践[J]. 特殊钢, 2023, 44(6): 83-88.
[6]	颜慧成, 靖振权, 侯钢铁, 李金波, 巩彦坤, 史进强. 八流中间包耐材蓄热对中间包钢液温度的影响[J]. 特殊钢, 2022, 43(5): 23-27.
[7]	李玉峰, 孙彦辉, 宋思程, 陈天明. 六流中间包挡墙优化的数值模拟和工业实践[J]. 特殊钢, 2022, 43(3): 7-13.
[8]	杨亚迪, 赵晶, 崔剑征. 180 t钢包底吹氩过程钢液流场特性数值模拟[J]. 特殊钢, 2021, 42(5): 6-10.
[9]	曾红波, 艾新港, 李胜利, 刘海啸, 宁哲, 王春松. 减轻冲刷的单流通道式感应加热中间包结构优化数学模拟 [J]. 特殊钢, 2021, 42(3): 1-06.
[10]	郭键, 和红杰, 韩清连, 卢登攀. 中间包双挡渣墙对冷镦钢Q10B21-C夹杂物去除工艺实践[J]. 特殊钢, 2020, 41(5): 34-37.
[11]	张天旭, 宋劲松, 苏浩男, 周东东. 100t铁水罐下KR搅拌法脱硫流场的数值模拟[J]. 特殊钢, 2020, 41(3): 5-9.
[12]	韩东, 艾新港, 李胜利, 曾红波, 王月. 基于温度场的17 t双流中间包控流装置优化模拟[J]. 特殊钢, 2019, 40(5): 7-11.
[13]	陈洋, 刘卫东, 赵大同, 李靖宇. 三流方坯连铸中间包结构优化的数值模拟和应用[J]. 特殊钢, 2019, 40(1): 7-11.
[14]	李哲, 孙彦辉, 窦炳胜, 王璐, 蔡亦凡. 18 t三流非对称中间包流场数值模拟[J]. 特殊钢, 2018, 39(6): 11-15.
[15]	刘启龙, 仇圣桃, 占树华, 王志政. 气体流量及水口底部形状对板坯结晶器内流场影响的水模型试验[J]. 特殊钢, 2018, 39(2): 1-5.