第5期 王保军等：电磁净化中间包传输特性的水模拟 629 2.3不同流量下的流动特性分析 h的活塞流区比例最大，滞留区的比例最小，活塞 由图4可知，随着流量的增加，有旋转时钢液在 流区和滯留区的比值是最大的，混流区比例与 中间包中的平均停留时间逐渐减小，但较低的流量 1900Lh1下的基本相同，都比流量为1500Lh-1 会使钢包的浇铸时间延长，导致工作效率的降低] 时大.因此对现有容量的中间包而言，1700Lh1 (本处流量的确定来自于钢厂的实际生产数据)·从 的流量下流动状况最为理想， 图4还可以看出，在较低转速下，流量为1700L· 035 0.38 -1500L-h-1 0.30 。-1700L-ht 0.36 -1500L-h ◆1700L-b 4-1900L-h 4-1900L-h1 025 020 0.15 0.10 0.05 0 20 30 40 20 30 转速r,min) 转速r,min) (@)滞留区体积分数 b)活塞流区体积分数 0.80 600 。-1500L-h 0.75 -。-1700L-h 4-1900L-h 520 0.70 0.65 440 360 -1500L-h 。-1700L-h 0.50 280 4-1900L·h 0.45 200 10 2030 40 50 10 20 30 40 50 转速(rmin) 转速r-min (©)混流区体积分数 (d)平均停留时间 图4流量对中间包流动特性的影响 Fig-4 Effect of flow rate on the flow characteristics of a tundish 2.4不同液位深度的流动特性分析 深度下，坝距水口侧包壁距离为590mm、开口在中 由图5可知，平均停留时间随着液位深度的增 间位置且为128mm×128mm时，平均停留时间较 加而增大，430mm液位下的平均停留时间最长，高 大，滞留区比例相对较小，同时活塞区和混流区比例 液位下的滞留区整体上明显比其他两种较低液位 较大 大，而混流区最小，因此不是最佳液位深度，在 2.5电磁净化中间包及常规中间包中流动形态观 300mm的低液位下，虽然混流区比例相对较大，但 察 平均停留时间以及活塞区比例都是最小的，流动特 为进一步了解电磁净化中间包对传输行为的影 性不是很理想.在380mm的液位下，较低转速下滞 响机理，采用甲基兰示踪剂，对中间包中不同位置处 留区最小，活塞流区较大，活塞流区与滞留区的比值 的流场进行了观察，结果如图6所示，为便于对比， 相对较大，同时混流区以及平均停留时间都比低液 本实验中分别进行了圆形腔无旋转和转速为40 位下大，依据判断标准，380mm的液位流动特性较 rmin时的流场形貌观察.由图6可以看出，在圆 好.因此对于本中间包，380mm的液位是相对理想 形腔中，当无旋转时，大包水口注流直接冲击到包底 的液位深度. (图6(a),然后产生向上的回流，部分直接进入圆 综上所述，在流量为1700Lh-1、380mm液位 形腔出口，进入矩形腔；当施加旋转时，大包水口注2∙3 不同流量下的流动特性分析 由图4可知‚随着流量的增加‚有旋转时钢液在 中间包中的平均停留时间逐渐减小‚但较低的流量 会使钢包的浇铸时间延长‚导致工作效率的降低［15］ （本处流量的确定来自于钢厂的实际生产数据）．从 图4还可以看出‚在较低转速下‚流量为1700L· h —1的活塞流区比例最大‚滞留区的比例最小‚活塞 流区和滞留区的比值是最大的‚混流区比例与 1900L·h —1下的基本相同‚都比流量为1500L·h —1 时大．因此对现有容量的中间包而言‚1700L·h —1 的流量下流动状况最为理想． 图4 流量对中间包流动特性的影响 Fig．4 Effect of flow rate on the flow characteristics of a tundish 2∙4 不同液位深度的流动特性分析 由图5可知‚平均停留时间随着液位深度的增 加而增大‚430mm 液位下的平均停留时间最长‚高 液位下的滞留区整体上明显比其他两种较低液位 大‚而混流区最小‚因此不是最佳液位深度．在 300mm的低液位下‚虽然混流区比例相对较大‚但 平均停留时间以及活塞区比例都是最小的‚流动特 性不是很理想．在380mm的液位下‚较低转速下滞 留区最小‚活塞流区较大‚活塞流区与滞留区的比值 相对较大‚同时混流区以及平均停留时间都比低液 位下大‚依据判断标准‚380mm 的液位流动特性较 好．因此对于本中间包‚380mm 的液位是相对理想 的液位深度． 综上所述‚在流量为1700L·h —1、380mm 液位 深度下‚坝距水口侧包壁距离为590mm、开口在中 间位置且为128mm×128mm 时‚平均停留时间较 大‚滞留区比例相对较小‚同时活塞区和混流区比例 较大． 2∙5 电磁净化中间包及常规中间包中流动形态观 察 为进一步了解电磁净化中间包对传输行为的影 响机理‚采用甲基兰示踪剂‚对中间包中不同位置处 的流场进行了观察‚结果如图6所示．为便于对比‚ 本实验中分别进行了圆形腔无旋转和转速为40 r·min —1时的流场形貌观察．由图6可以看出‚在圆 形腔中‚当无旋转时‚大包水口注流直接冲击到包底 （图6（a））‚然后产生向上的回流‚部分直接进入圆 形腔出口‚进入矩形腔；当施加旋转时‚大包水口注 第5期 王保军等： 电磁净化中间包传输特性的水模拟 ·629·