Das Einrollen von Schlacken verringert die Produktqualität von Stahlblöcken. Die Untersuchung des Schlackeverhaltens während des Gießprozesses der Stahlblöcke ist für die Verbesserung der Produktqualität von großer Bedeutung. In dieser Studie wurde ein 9-Tonnen-Achteckblock als Untersuchungsobjekt gewählt und ein VOF-(Volume of Fluid)-Mehrphasenströmungsmodell aufgebaut, um systematisch die Merkmale des Füllflussfeldes bei verschiedenen Gießgeschwindigkeiten, die Änderungen der Weber-Zahl, die Flüssigkeitsoberfluktuationen sowie das Verhalten der Stahl-Schlacke-Grenzfläche zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass 20 kg/s die kritische maximale Gießgeschwindigkeit für das Auftreten von Schlackeneinrollungen in diesem Block ist. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten liegt die Weber-Zahl nahe dem zentralen Strahl unter dem kritischen Wert, das Füllflussfeld ist stabil, die Flüssigkeitsoberflächenfluktuationen sind ruhig, die zentrale Wellenhöhe beträgt 0,06 m, die Stahl-Schlacke-Grenzfläche ist stabil und es tritt kein Schlackeneinrollen auf; bei höheren Geschwindigkeiten überschreitet die Weber-Zahl am zentralen Strahl den kritischen Wert, die Stabilität des Strömungsfeldes nimmt ab, die Höhe und die turbulente Energie des zentralen Strahls nehmen zu, die zentrale Wellenhöhe steigt auf 0,08 m, die Verweildauer von Schlackenporen verlängert sich, was zur Instabilität der Stahl-Schlacke-Grenzfläche führt, die Flüssigkeitsoberflächenfluktuationen verstärken sich, der Gehalt der verbleibenden Schlackenphase im Stahl steigt signifikant an, die Rückstandsrate steigt von 0 % bei 15 kg/s auf 74,3 % bei 25 kg/s.

Stahlblockgießen; Gießgeschwindigkeit; Flüssigkeitsoberflächenfluktuationen; Schlackeneinrollen; numerische Simulation