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,784 北京科技大学学报 第29卷 大，上浮速度加快，从而也一定程度上促进了夹杂物 参考文献 的去除；加入冲击槽以后，流股冲击到槽内，由于限 [1]Cho JS,Lee H G.Cold model study on inclusion removal from 制了向包底四周运动，从而在冲击槽出口上方形成 liquid steel using fine gas bubbles.ISIJ Int.2001.41(2):151 了较为剧烈的湍动，随着流体的不断注入，该部分流 [2]谢健，郑淑国，吴永来，等。五流T型中间包内控流装置优化的 体被冲散，大部分直接通过挡墙一挡坝，进入右侧活 水模型实验.材料与冶金学报，2002,1(4)：285 [3]钟良才，张立，黄耀文，等.湍流控制装置的结构对中间包流体 塞区域；与挡墙挡坝控流措施相比，流体经大包长 流动特性的影响.钢铁研究学报，2002,14(4)：6 水口注入后，在注流区的停留时间减少，虽然注流区 [4]樊俊飞，张清朗，朱苗勇，等，六流T型连铸中间包内控流装置 的湍动得到抑制，但某种程度上也减少了小颗粒夹 优化的水模型研究.钢铁，1998,33(5)：24 杂物碰撞聚合的机会，同时也不利于大颗粒夹杂物 [5]Sinha A K.Sahai Y.Mathematical modeling of inclusion transport 在注流区域的上浮去除，因此，合理控制中间包注 and removal in continuous casting tundishes.ISIJ Int,1993.33 (5).556 流区的湍流流动情况，决定着夹杂物的去除效果，特 [6]Sahai Y,Emi T.Criteria for water modeling of melt flow and in- 别是较小颗粒夹杂物的去除 clusion removal in continuous casting tundishes.ISIJ Int.1996. 36(9):1166 3结论 [7]Martinez E.Maeda M,Heaslip L J.Effects of fluid flow on the in- (1)中间包内加入控流装置后，流体流动特征 clusion separation in continuous casting tundish.Trans ISIJ. 1986,26:724 变化显著，其中，在挡墙一挡坝控流条件下，注流区 [8]Tozawa H.Kato Y,Sorimachi K,et al.Agglomeration and flota- 湍动较为剧烈，存在小颗粒夹杂物碰撞聚合为簇的 tion of alumina clusters in molten steel.ISIJ Int,1999.39(5): 现象，一定程度上促进了夹杂物的去除，在挡坝后 426 侧，流体通过挡墙一挡坝后，形成了贴近流体表层的 [9]Miki Y.Thomas B G.Modeling of inclusion removal in a tundish. 弧形运动轨迹，流体的流线变长，停留时间增加，有 Metall Mater Trans B.1999,30,639 利于夹杂物的上浮去除 [10]Zhang L F,Taniguchi S.Cai KK.Fluid flow and inclusion re moval in continuous casting tundish.Metall Mater Trans B. (2)采用挡墙挡坝控流措施后夹杂物的去除 2000,31:253 效果最佳，对于200m(对应50m左右)的夹杂物 [11]张邦文，邓康，雷作胜，等，连铸中间包中夹杂物聚合与去除 颗粒，挡墙一挡坝控流比空包条件下夹杂物的去除 的数学模型.金属学报，2004,40(8)：623 率提高13.5%.加入冲击槽后，虽然流股对包底的 [12]薛正良，王义芳，王立涛，等.用小气泡从钢液中去除夹杂物 冲击减轻，但对夹杂物去除率的影响并不明显， 颗粒.金属学报，2003,39(4)：431 [13]张炯明，邓风琴，王文科，等.连铸中间包钢水夹杂物浓度的 (③)中间包内夹杂物主要是通过上浮的方式去 数值模拟.北京科技大学学报，2004,26(3)：247 除，同时存在碰撞聚合为簇状夹杂物再上浮的方式， [14]赵连钢，刘坤.连铸中间包内钢水夹杂物运动行为的数学模 这就需要合理地控制包内流体流动特征以及注流区 拟.钢铁研究学报，2002,14(6)：19 的湍动情况，从而达到最佳效果 [15]王建军.中间包夹杂物运动行为的数模研究.炼钢，2001,17 (4):40 (4)较高的浇铸速度，仅仅优化控流装置，已不 [16们张婕字，贺友多，刘建辉.首钢中间包优化设计（Ⅱ）·包头钢 能显著改善夹杂物的去除效果，应进一步开发去除 铁学院学报，2001,20(2)：111 细小颗粒夹杂物的新技术，以保证浇铸钢液的纯 [17]文光华，唐萍，祝明妹，等.板坯连铸中间包钢液洁净度的水 净度 力学模拟和应用.特殊钢，2004,25(1)：9 (下转第826页)大上浮速度加快从而也一定程度上促进了夹杂物 的去除；加入冲击槽以后流股冲击到槽内由于限 制了向包底四周运动从而在冲击槽出口上方形成 了较为剧烈的湍动随着流体的不断注入该部分流 体被冲散大部分直接通过挡墙－挡坝进入右侧活 塞区域；与挡墙－挡坝控流措施相比流体经大包长 水口注入后在注流区的停留时间减少虽然注流区 的湍动得到抑制但某种程度上也减少了小颗粒夹 杂物碰撞聚合的机会同时也不利于大颗粒夹杂物 在注流区域的上浮去除．因此合理控制中间包注 流区的湍流流动情况决定着夹杂物的去除效果特 别是较小颗粒夹杂物的去除． 3 结论 （1） 中间包内加入控流装置后流体流动特征 变化显著．其中在挡墙－挡坝控流条件下注流区 湍动较为剧烈存在小颗粒夹杂物碰撞聚合为簇的 现象一定程度上促进了夹杂物的去除．在挡坝后 侧流体通过挡墙－挡坝后形成了贴近流体表层的 弧形运动轨迹流体的流线变长停留时间增加有 利于夹杂物的上浮去除． （2） 采用挡墙－挡坝控流措施后夹杂物的去除 效果最佳对于200μm（对应50μm 左右）的夹杂物 颗粒挡墙－挡坝控流比空包条件下夹杂物的去除 率提高13∙5％．加入冲击槽后虽然流股对包底的 冲击减轻但对夹杂物去除率的影响并不明显． （3） 中间包内夹杂物主要是通过上浮的方式去 除同时存在碰撞聚合为簇状夹杂物再上浮的方式 这就需要合理地控制包内流体流动特征以及注流区 的湍动情况从而达到最佳效果． （4） 较高的浇铸速度仅仅优化控流装置已不 能显著改善夹杂物的去除效果应进一步开发去除 细小颗粒夹杂物的新技术以保证浇铸钢液的纯 净度． 参 考 文 献 ［1］ Cho J SLee H G．Cold model study on inclusion removal from liquid steel using fine gas bubbles．ISIJ Int200141（2）：151 ［2］ 谢健郑淑国吴永来等．五流 T 型中间包内控流装置优化的 水模型实验．材料与冶金学报20021（4）：285 ［3］ 钟良才张立黄耀文等．湍流控制装置的结构对中间包流体 流动特性的影响．钢铁研究学报200214（4）：6 ［4］ 樊俊飞张清朗朱苗勇等．六流 T 型连铸中间包内控流装置 优化的水模型研究．钢铁199833（5）：24 ［5］ Sinha A KSahai Y．Mathematical modeling of inclusion transport and removal in continuous casting tundishes．ISIJ Int199333 （5）：556 ［6］ Sahai YEmi T．Criteria for water modeling of melt flow and inclusion removal in continuous casting tundishes．ISIJ Int1996 36（9）：1166 ［7］ Martinez EMaeda MHeaslip L J．Effects of fluid flow on the inclusion separation in continuous casting tundish．Trans ISIJ 198626：724 ［8］ Tozawa HKato YSorimachi Ket al．Agglomeration and flotation of alumina clusters in molten steel．ISIJ Int199939（5）： 426 ［9］ Miki YThomas B G．Modeling of inclusion removal in a tundish． Metall Mater Trans B199930：639 ［10］ Zhang L FTaniguchi SCai K K．Fluid flow and inclusion removal in continuous casting tundish．Metall Mater Trans B 200031：253 ［11］ 张邦文邓康雷作胜等．连铸中间包中夹杂物聚合与去除 的数学模型．金属学报200440（8）：623 ［12］ 薛正良王义芳王立涛等．用小气泡从钢液中去除夹杂物 颗粒．金属学报200339（4）：431 ［13］ 张炯明邓凤琴王文科等．连铸中间包钢水夹杂物浓度的 数值模拟．北京科技大学学报200426（3）：247 ［14］ 赵连钢刘坤．连铸中间包内钢水夹杂物运动行为的数学模 拟．钢铁研究学报200214（6）：19 ［15］ 王建军．中间包夹杂物运动行为的数模研究．炼钢200117 （4）：40 ［16］ 张婕宇贺友多刘建辉．首钢中间包优化设计（Ⅱ）．包头钢 铁学院学报200120（2）：111 ［17］ 文光华唐萍祝明妹等．板坯连铸中间包钢液洁净度的水 力学模拟和应用．特殊钢200425（1）：9 （下转第826页） ·784· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷