53马钢板坯连铸中间包流场的水力学模型研究1，7-22.docVIP

马钢常规板坯连铸中间包流场的物理模拟研究及应用 潘远望1、2 尹国才2 史向英2 （1.安徽工业大学冶金与资源学院，安徽 马鞍山 243000；2.马钢技术中心，安徽 马鞍山 243000） 摘 要:本文根据相似原理，运用正交实验设计了9种中间包湍流控制器的实验方案，采用水力学模型和数学模型研究了中间包湍流控制器对马钢板坯连铸中间包流体流动的影响。合理结构的湍流控制器能够改善中间包流体流动特性,平均停留时间增加,活塞流体积提高,死区体积下降。实验研究结果和生产实践表明，10＃湍流控制器的中间包流场较合理；采用10＃湍流控制器能改善中间包的温度场和流场，中间包的T.O小于15ppm。 关键词: 中间包 湍流控制器 水模 数模 应用 Physical Simulation Research and Application of Flow Field in Tundish for Conventional CC Slab of Ma Steel Pan Yuanwang1,2 Yin Guocai2 Shi Xiangying2 (1. Metallurgy and Resource School ,Anhui University of Technology 2. Technology Centre of Ma Steel） Abstract: 9 test programs for the turbulence?controller in tundish were designed through orthogonal tests based on the similarity principle. The influences of the turbulence?controller on the fluid flow in tundish during continuous casting of the slab in Ma Steel were studied by the hydraulics model and the mathematical model. The turbulence?controller with rational structure could improve the behavior of the fluid flow in tundish, extend the average residence time, increase the volume of the plug flow and reduce the dead zone. The results of the experimental research and the production practice showed that the flow field of the 10# turbulence?controller was more rational. The temperature field and flow field in tundish could be improved by use of the 10# turbulence?controller. The T.O of the tundish was less than 15ppm. Key words: tundish turbulence?controller hydraulics model mathematical model application前言 中间包冶金是一项特殊的炉外精炼技术,是从熔炼到铸坯这个生产流程中保证钢质量优良的关键一环。从冶金反应工程学的角度来看，钢水在中间包中存在湍流流动以及伴随湍流流动的传质、传热、夹杂物碰撞和排除等物理现象。近年来，就净化钢液的措施而言，除中间包的几何结构和容量外，中间包内钢液的流动状态也起到关键的作用。通过在中间包中安装一些控流装置，以改变钢水在中间包的流动特性，提高夹杂物的去除率［1］。 本文针对马钢常规板坯中间包进行内腔结构优化，确定了适合该中间包的湍流控制器。 试验原理和方案 2．1 试验原理 本试验的主要理论基础是相似三定理。模型与实型中液体流动相似的基本条件是几何相似和动力相似[2]。为方便实验，选择实验模型与实型的几何相似比例为0.3：1。试验中中间包内钢液受到的力主要有重力、惯性力、粘性力，因此只要保证Fr准数和Re准数相等即可保证动力相似。通过计算，原型实际流体流动的Re准数与水模型中流体流动的Re准数都超过10000，进入第二自模化区，因此只要保证Fr准数相等，就可以保证原型和模型的动力相似。模型与原型相关参数对应关系如表1所示。 表1 实际拉速与