·140· 北京科技大学学报 2007年增刊1 通过测量原型中间包不同拉速下的临界液面深 首先确定以下几种档墙结构进行实验研究.在此基 度可以得出，中间包钢液的临界液面深度随着拉速 础上，对中间包内部档墙结构进行进一步的优化. 的增大而增大，即拉速越大出现漩涡的液面深度越 共进行了7组优化方案的实验，实验是在中间 大，这样就要求大拉速连铸换包时的残钢量就大. 包原型液面深度保持在725mm,拉速为0.9m/min, 3.2中间包优化方案实验 大包水口插入深度为270mm条件下进行的，实验 目前中间包结构优化尚无统一的理论指导，不 结果如表3所示.其中，方案B、G是比较理想的 同形状的中间包需要分别考虑.本研究根据以往的 优化方案。滞止时间、平均停留时间、理论平均停 研究经验和参考目前国内外正在开发的档墙结构， 留时间和死区体积等指标都处于好的水平上， 表2原型中间包不同拉速实验结果 水口 拉坯速度/(mmin 滞止时间/s 平均停留时间/s理论平均停留时间/s死区比例/%临界液面深度/mm 1# 291 804 63.8 0.7 2# 哈 17 244 804 69.7 必 45 297 626 55.4 3为 0.9 % 15 244 626 61.0 领 46 264 512 48.4 1.1 2# 好 239 512 53.3 表3不同内部结构实验结果 方案 水口 滞止时间/s 平均停留时间/s 理论平均停留时间s 死区体积/% 1 54 506 626 19.2 A 2# 35 537 626 14.2 1# 47 533 626 14.9 2# 62 583 626 6.9 1# 42 514 626 17.9 2# 70 605 626 3.4 1# 36 507 626 19.0 D 24 65 560 626 10.5 1# 37 510 626 18.5 E 2# 68 583 626 6.9 44 502 626 19.8 2# 65 579 626 7.5 60 446 626 28.8 G 2# 91 490 626 21.7 杂物 4结论 (3)方案G是在方案B的基础上增加了冲击区 挡墙，它起到了抑制湍流的作用，使得中间包内钢 (1)原型中间包内的钢液流动从中心到两侧不 水的流速减小，这样滞止时间就增大，但平均停留 均匀，中部水口和边部水口平均停留时间和滞止时 时间变短. 间差距太大，导致中部水口和边部水口温降差异大， (4)比较7组优化实验方案，方案B的滞止时间 易造成水口结瘤， 和平均停留时间都是最优的. (2)原型中间包钢液的滞止时间太短，而死区较 参考文献 大，这些都不利于在中间包中去除钢中的非金属夹 [1】唐继山，谢长川，于学斌，等.六流连铸中间包的物理模拟.炼• 140 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 通过测量原型中间包不同拉速下的临界液面深 度可以得出，中间包钢液的临界液面深度随着拉速 的增大而增大，即拉速越大出现漩涡的液面深度越 大，这样就要求大拉速连铸换包时的残钢量就大． 3.2 中间包优化方案实验 目前中间包结构优化尚无统一的理论指导，不 同形状的中间包需要分别考虑．本研究根据以往的 研究经验和参考目前国内外正在开发的档墙结构， 首先确定以下几种档墙结构进行实验研究．在此基 础上，对中间包内部档墙结构进行进一步的优化． 共进行了 7 组优化方案的实验，实验是在中间 包原型液面深度保持在 725 mm，拉速为 0.9 m/min, 大包水口插入深度为 270 mm 条件下进行的，实验 结果如表 3 所示．其中，方案 B、G 是比较理想的 优化方案．滞止时间、平均停留时间、理论平均停 留时间和死区体积等指标都处于好的水平上． 表 2 原型中间包不同拉速实验结果 水口 拉坯速度 / (m⋅min−1 ) 滞止时间 / s 平均停留时间 / s 理论平均停留时间 / s 死区比例 / % 临界液面深度 / mm 1# 45 291 804 63.8 2# 0.7 17 244 804 69.7 36 1# 45 297 626 55.4 2# 0.9 15 244 626 61.0 46 1# 46 264 512 48.4 2# 1.1 18 239 512 53.3 52 表 3 不同内部结构实验结果 方案 水口 滞止时间 / s 平均停留时间 / s 理论平均停留时间 / s 死区体积 / % 1# 54 506 626 19.2 A 2# 35 537 626 14.2 1# 47 533 626 14.9 B 2# 62 583 626 6.9 1# 42 514 626 17.9 C 2# 70 605 626 3.4 1# 36 507 626 19.0 D 2# 65 560 626 10.5 1# 37 510 626 18.5 E 2# 68 583 626 6.9 1# 44 502 626 19.8 F 2# 65 579 626 7.5 1# 60 446 626 28.8 G 2# 91 490 626 21.7 4 结论 (1)原型中间包内的钢液流动从中心到两侧不 均匀，中部水口和边部水口平均停留时间和滞止时 间差距太大，导致中部水口和边部水口温降差异大， 易造成水口结瘤． (2)原型中间包钢液的滞止时间太短，而死区较 大，这些都不利于在中间包中去除钢中的非金属夹 杂物． (3)方案 G 是在方案 B 的基础上增加了冲击区 挡墙，它起到了抑制湍流的作用，使得中间包内钢 水的流速减小，这样滞止时间就增大，但平均停留 时间变短． (4)比较 7 组优化实验方案，方案 B 的滞止时间 和平均停留时间都是最优的. 参 考 文 献 [1] 唐继山，谢长川，于学斌，等．六流连铸中间包的物理模拟．炼