·250· 北京科技大学学报 2004年第3期 高450mm的坝)与无坝、堰相比，20m的夹杂物 率也相应增加，且夹杂物尺寸对其排除率影响较 的排出率由47.1%增加到49.6%，仅增加了2.5%， 为显著，当夹杂物当量直径较小时，夹杂物排除 而150μm的夹杂物排出率却由69.4%增加到 率变化不大；但当夹杂物尺寸较大时，夹杂物排 82%,增加了12.6%.显然这是由于中间包内钢水 除率会明显增高， 的流动对尺寸大的夹杂物影响更显著所致.三 (4)中间包内钢水的液面高度对夹杂物的排 坝、堰的中间包内钢水较双坝、堰的中间包内钢 除率有影响，增加钢水液面高度，能够增加夹杂 水各种夹杂物的平均排除率增加3.22%（假定夹 物的排除率，但钢液面高度对小尺寸夹杂物排除 杂物平均分布)，对于100m以上的夹杂物，优 率的影响更为显著. 化后中间包去除夹杂物的效果就更为明显，夹杂 (5)中间包的结构对中间包内钢水夹杂物的 物平均排除率增加了5.41% 排除率有影响.三坝、堰中间包较双坝、堰的中间 90 包能够显著提高大尺寸夹杂物的排除率， 80 0-三坝、堰 ·双坝、堰 70 参考文献 ★无坝、堰 60 1 Joo S,Guthrie RI L.Heat flow and inclusion behaviour in 50 a tundish for slab casting [J].Can Metall Q,1991,30(4): 40 261 0 50 100 150 200 2 Asai S,Szekely J.Tundish flow and its effects in continu- 夹杂物当量直径μm 图7各种坝、堰组合情况下，不同尺寸夹杂物的排除率 ous casting [J].Ironmaking steelmaking,1975(3):205 3 Fig.7 Influence of the structure of dam and weir on the Tacke K H,Ludwig J C.Steel flow and inclusion separ- ation in continous casting tundish [J].Steel Res,1987,58 floating rate of inclusion (6:226 4 4结论 Chakraborty S,Sahai Y.Mathematical modeling of trans. port phenomena in continuous casting tundishes:Part 2 (1)本文采用CFX商业软件，计算宝钢50t Transient effects owning to varying ladle stream tempera “T型”中间包的流场、温度场及夹杂物的量纲为 ture []Ironmaking Steelmaking,1992,19(6):488 1的浓度分布，计算结果与其他文献的计算结果 5贺友多，Sahai Y.不同因素对连铸机中间包流场的 影响[】.金属学报，1989,25(4)：53 一致， 6刘中兴，贺友多，板坯连铸机中间包流场研究[) (2)在大包长水口入口温度不随时间变化的 化工冶金，1993,14(2)：102 前提下，虽然中间包内钢水的最大温降接近10℃ 7 Joo S.Han J W,Guthrie RIL.Inclusion behavior and heat- (最高与最低温度之差)，但中间包出口与入口的 transfer phenomena in steelmaking tundish operations: 温差相对较小，仅为3℃ Part III,Applications-computational approach to tundish (3)随夹杂物当量直径的增加，夹杂物的排除 design [J].Metall Trans B,1993,24B:779 Numerical Simulation of Dimensionless Inclusion Concentration in T-Shape Tun- dishes ZHANG Jiongming",DENG Fenggin,WANG Wenke,WANG Xinhua,MOU Jining,TANG Haibo, WANG Ning 1)Metallurgical and Ecological School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Steel-making Department,BaoSteel Co,Shanghai 201941,China ABSTRACT The three-dimensional flow field,the temperature distribution and the dimensionless inclusion con- centration in a T-shape tundish was studied by SIMPLE method.The influences of particles diameter,inner structure of the tundish and the depth of liquid steel on the ratio of removed inclusion particles were discussed.The results indicated that inclusions could be removed easily from liquid steel with double dam and weir in T-shape tundishes.北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 4 年 第 3 期 高 4 50 ~ 的坝 )与无 坝 、 堰 相 比 , 20 林m 的夹 杂物 的排 出率 由 47 . 1% 增加 到 4 .9 6% , 仅增 加 了 .2 5% , 而 150 林m 的 夹 杂 物 排 出率 却 由 6 9 . 4% 增 加 到 8 2% , 增 加 了 12 . 6% . 显 然这 是 由于 中间包 内钢水 的流 动 对 尺 寸大 的夹杂 物影 响更 显 著 所 致 . 三 坝 、 堰 的 中 间包 内钢 水较双坝 、 堰 的 中 间包 内钢 水各 种夹 杂 物 的平 均排 除 率增 加 3 . 2 % ( 假 定夹 杂物 平均 分 布 ) , 对 于 10 林m 以上 的夹 杂物 , 优 化后 中 间包 去 除夹 杂物 的效 果就 更 为 明显 , 夹杂 物平 均排 除 率增 加 了 5 . 41 % . 率 也相应 增加 , 且夹 杂物 尺 寸对其 排 除率 影 响较 为 显著 . 当夹 杂物 当量 直径 较小 时 , 夹 杂物 排 除 率变 化 不大 ; 但 当夹杂 物尺 寸较 大时 , 夹杂 物排 除 率会 明显 增 高 , (4 ) 中 间包 内钢 水 的液面 高度对 夹 杂物 的排 除率 有影 响 . 增加 钢 水 液面 高度 , 能 够 增加 夹 杂 物 的排 除率 , 但 钢 液 面高度 对小尺 寸夹杂物 排 除 率 的影 响更 为 显 著 . (5 ) 中 间包 的结 构 对 中 间包 内钢 水夹杂 物 的 排 除率 有影 响 . 三坝 、 堰 中间包 较双 坝 、 堰 的 中间 包 能够显 著提 高大 尺 寸夹 杂物 的排 除率 . 参 考 文 献 哥渔不娜架怅芝监 夹 杂物 当 量直径 /脚 图 7 各种 坝 、 堰组 合情况下 , 不 同尺寸 夹杂物 的排 除率 F ig . 7 I n fl u e n e e o f th e s t r u e t u r e o f d a m a n d w e ir o n ht e flo a t in g r a t e o f i n e lu s io n 4 结论 ( l) 本 文采 用 C FX 商 业软 件 , 计算 宝 钢 50 t “ T 型 ” 中间 包 的流场 、 温度场 及夹杂 物 的量 纲 为 1 的浓 度分 布 , 计算 结 果 与其 他文 献 的 计算 结 果 一 致 . (2 ) 在大 包长 水 口 入 口 温度 不 随 时 间变 化 的 前提 下 , 虽然 中 间包 内钢水 的最 大温 降接近 10 ℃ ( 最 高与 最低 温度 之差 ) , 但 中间包 出 口 与入 口 的 温差 相对 较 小 , 仅 为 3 ℃ , (3 ) 随夹杂 物 当量直 径 的增加 , 夹 杂 物 的排 除 J o o S , G u th r l e R 1 L . H e at fl o w an d in e lu s i o n b e hva i o ur i n a tU n d l s h fo r s l ab e a s int g [ J] . C an M e at ll Q , 19 9 1 , 3 0 ( 4 ) : 2 6 1 A s ia S , S z e k e ly J . TUn d i s h fl ow an d it s e fe e t s in e o int nu - o u s e a s int g [J ] . I r o nm a k i n g s et e iln ak ing , 1 97 5 ( 3 ) : 2 0 5 介c k e K H, L u dw ig J C . S et e l fl o w an d in e l u s i o n s eP ar - iat o n i n c o n ti n o u s c as ti n g ot n dl s h [J] . St e e l eR s , 1 9 8 7 , 5 8 ( 6) : 2 2 6 C h a kr a b o yrt S , Sal a l Y Mhat em at i e a l m o d e li n g o f tr a n s - P o rt Ph e no m e n a in e o in inu o u s c a st in g t l l n d l s h e s : P art Z 肠a n s i ent e fe e t s o w n in g ot v a r y lng l a dl e s etr am t e m P ear - trU e [月 . I or nm a k i n g Set e l m a ki n g , 19 9 2 , 19 ( 6 ) : 4 88 贺友 多 , Sal a i 丫 不 同因素对 连铸 机 中间包 流场 的 影 响 明 . 金 属 学报 , 19 8 9 , 2 5 ( 4 ) : 5 3 刘 中兴 , 贺友 多 . 板坯 连铸 机 中 间包 流场 研究 [J] . 化工 冶金 , 1 9 93 , 14 (2 ) : 1 0 2 J o o S , H an J W, G u th r i e R I L . nI e l u s i o n b e h a v i o r即 d h e at - t r a n s fe r 一 Ph e n o m e n a i n s et e ln a k l n g tu n d l s h o P e r iat o sn : P art l , A PP li c iat o n s代 o m Put a it o n a l a P Por ac h ot t lJl ldi s h d e s ign [ J ] . M e t a l l T r a n s B , 1 9 9 3 , 2 4B : 77 9 N u m e r i e a l S im u l at i o n o f D im e n s i o n l e s s I n e l u s i o n C o n e e n 如t i o n i n T 一 Sh ap e T Un - d i s h e S 乙从咬刀G iJ o n g 阴 i gn ,气D E那 G eF 儿 gq iln 气恻刃G 胧 n ke l气恻刃 G iX hn ua l), 五石口 U inJ i n梦 , TA N G aH ib 口z), 删N G iN 心 , l ) M e t a ll u gr i e al an d E c o l o g i e al S c h o o l , U n i v er s iyt o f s e i en c e an d eT c h n o l o gy B e ij ing , B e ij ign l 0 00 83 , C h i n a 2 ) Ste e l 一 m ak i n g D eP a r b l l e n t, B ao s et e l C o , S h助 g h a i 2 0 1 94 1 , C h l n a A B S T RA C T T七e htr e e 一 d加 e ns l o n a l fl o w if e l d , het t e m Per a ut r e id s t ir b iut on a n d het id m e n s i o n l e s s icn ut s ion e o -n e en tr a t lon i n a T 一s h a P e ot n d ihs wa s s ut d i e d b y S E讨P L E m e ht o d , hT e in if u e n e e s o f P a rt i c l e s d i am e t e 几I n n e r s it u c佃 e o f hte 切nL d i s h an d ht e d e Pht o f li iqu d s t e e l o n hte r ait o o f r e m vo e d icn hi s ion p art i e l e s w er di s e u s s e d . T h e r e s u lt s i n d i e at e d ht at in e hi s i o ns e o ul d b e r e r n o v e d e a s i ly fr om liqu i d s t e e l w iht do ub l e d am an d w e i r in T ~ s h a P e t u n di s h e s