作者：王家辉1,2张华1,2方庆1,2周家朝1,2谢旭琦1,2倪红卫1,2

作者单位：1. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室2. 武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室

刊名：钢铁

ISSN：0449-749X

出版年：2023-02-15

卷：58

期：2

起页：72-82

止页：

分类号：TF777

语种：中文

关键词：中间包;湍流抑制器;水模型试验;非稳态浇注;开浇;

内容简介

设计了一种顶旋型湍流抑制器，使中间包冲击区内钢液在其作用下产生旋转的速度场，从而削弱钢液回流至钢-渣界面的强度，降低湍动能，避免卷渣和钢液二次氧化，以达到在冲击区内净化钢液的目的。通过水模型试验对比分析了无湍流抑制器、普通湍流抑制器和顶旋型湍流抑制器下单流中间包稳态浇注、开浇和换钢包时的多相流动行为，验证所设计的顶旋型湍流抑制器在中间包各操作阶段的优越性。结果表明，顶旋型湍流抑制器对中间包稳态浇注过程无负面影响，对非稳态浇注过程有明显改善效果。与不使用湍流抑制器相比，可以使钢液的平均停留时间由308.5 s延长至327.4 s,死区体积分数由9.67%减小至4.13%,响应时间由69 s增加到109 s,有效避免了短路流的出现。不采用湍流抑制器和采用普通湍流抑制器的中间包在开浇充包50 s后会分别产生115 cm2和55 cm2左右的钢液裸露，在换钢包过程再充包20 s后会分别产生90 cm2和50 cm2左右的钢液裸露，而采用顶旋型湍流抑制器均不会产生钢液裸露现象，且相较普通湍流抑制器可以有效降低开浇换钢包过程中钢-渣界面的液面波动幅度。顶旋型湍流抑制器可以有效改善钢液的流动状态，避免非稳态浇注时的卷渣及钢液二次氧化，提高钢液洁净度和金属收得率，且在不明显增加成本的前提下确保较高的使用时效，有较高的推广及应用价值。