·376· 工程科学学报，第37卷，第3期 幅为32.7%，氮的质量分数由35×106降低到 间包内没有得到充分上浮 25×10-6为28.6%，氮含量大幅度降低一方面由于中 60 间包内型结构优化后稳流器上浮注流的冲击区减弱， 52 ☑T.0 二次氧化减弱而降低，另一方面保护浇注的控制也起 ☐N 50 到关键作用. 中间包结构优化前后铸坯中大颗粒夹杂物分级对 40 35 35 比如表5.结果表明，开浇炉的大型夹杂物质量分数由 30 优化前的14.7×10-7降低到13.8×10-，开浇炉由于 25 开浇过程存在较多非稳态因素和二次氧化，因此挡墙 优化的效果体现得不明显.连浇炉正常坯的大型夹杂 0 物质量分数则由优化前的8.4×107降低到 3.2×10”,降幅达到62%.可见，优化后的挡墙对中 优化前 优化后 间包在高液位稳态浇注过程中大颗粒夹杂物的去除有 图3优化前后的中间包氧、氮含量对比 明显的改善作用.大颗粒夹杂物的典型形貌如图4，主 Fig.3 Comparison of the T.O and N contents in the tundish before 要为球形含Ca0-SiO,-AL,0,-Mn0复合夹杂物，在中 and after optimization 表5铸坯中大颗粒夹杂物分级表 Table 5 Classification of macro-inclusions in slabs 夹杂物质量 不同粒径夹杂物质量分数107 样品 炉次 分数/101 80~140μm 140~300μm >300μm 头坯 14.70 0.4 2.2 优化前 正常坯 8.40 1.4 头坯 13.82 0.2 2.7 优化后 正常坯 3.17 0.2 0.5 10-7 参考文献 [Zhong L,Wang C,Wang M,et al.Flow control in six-strand bil- let continuous casting tundish with different configurations.J /ron Steel Res Int,2010,17(7)7 300um 300um 22]Cwudzinski A.Numerical,physical,and industrial experiments of liquid steel mixture in one strand slab tundish with flow control de- 图4优化前(a)后(b)中间包大型夹杂物形貌对比 vices.Steel Res Int,2014,85(4)623 Fig.4 Comparison of the morphology characteristics of macro inclu- [3]Yang S,Zhang L,Li J,et al.Structure optimization of horizontal sions in the tundish before (a)and after (b)optimization continuous casting tundishes using mathematical modeling and wa- ter modeling.IS/J Int,2009,49(10)1551 3结论 [4]Lopez-Ramirez S,Palafox-Ramos J,Morales R D,et al.Modeling study of the influence of turbulence inhibitors on the molten steel (1)单流中间包的下挡墙在改善钢液的流动形 flow,tracer dispersion,and inclusion trajectories in tundishes. 态和减少中间包内死区方面所起的作用远大于上 Metall Mater Trans B,2001,32(4):615 [5]Liu JC,Yan H C,Liu L,et al.Water modeling of optimizing 挡墙. tundish flow field.J Iron Steel Res Int,2007,14(3)13 (2)优化配置后采用湍流抑制器与下挡墙（距 [6]Ding N,Bao Y P,Sun QS,et al.Optimization of flow control 离长水口2280mm)的组合对中间包内钢液流动的 devices in a single-strand slab continuous casting tundish.IntJ 改善效果最好，死区比例由原来的25.9%降低到 Miner Metall Mater,2011,18 (3):292 13.6%. ] Moumtez B,Bellaouar A,Talbi K.Numerical investigation of the (3)优化后中间包内T.0的质量分数降幅为 fluid flow in continuous casting tundish using analysis of RTD curves.J Iron Steel Res Int,2009,16(2):22 32.7%,氮的质量分数降幅28.6%，正常坯中的大型 [8]Chen C,Cheng GG,Sun H B,et al.Optimization of weir dam 夹杂物质量分数由原来的8.4×10”降低到3.2× with drain holes in continuous casting slab tundish.Ade Mater工程科学学报，第 37 卷，第 3 期 幅为 32. 7% ，氮 的 质 量 分 数 由 35 × 10 － 6 降 低 到 25 × 10 － 6为 28. 6% ，氮含量大幅度降低一方面由于中 间包内型结构优化后稳流器上浮注流的冲击区减弱， 二次氧化减弱而降低，另一方面保护浇注的控制也起 到关键作用． 中间包结构优化前后铸坯中大颗粒夹杂物分级对 比如表 5． 结果表明，开浇炉的大型夹杂物质量分数由 优化前的 14. 7 × 10 － 7降低到 13. 8 × 10 － 7，开浇炉由于 开浇过程存在较多非稳态因素和二次氧化，因此挡墙 优化的效果体现得不明显． 连浇炉正常坯的大型夹杂 物质 量 分 数 则 由 优 化 前 的 8. 4 × 10 － 7 降 低 到 3. 2 × 10 － 7，降幅达到 62% ． 可见，优化后的挡墙对中 间包在高液位稳态浇注过程中大颗粒夹杂物的去除有 明显的改善作用． 大颗粒夹杂物的典型形貌如图 4，主 要为球形含 CaO--SiO2 --Al2O3 --MnO 复合夹杂物，在中 间包内没有得到充分上浮． 图 3 优化前后的中间包氧、氮含量对比 Fig． 3 Comparison of the T． O and N contents in the tundish before and after optimization 表 5 铸坯中大颗粒夹杂物分级表 Table 5 Classification of macro-inclusions in slabs 样品 炉次 夹杂物质量 分数/10 － 7 不同粒径夹杂物质量分数/10 － 7 80 ～ 140 μm 140 ～ 300 μm ＞ 300 μm 优化前 头坯 14. 70 — 0. 4 2. 2 正常坯 8. 40 — — 1. 4 优化后 头坯 13. 82 0. 2 — 2. 7 正常坯 3. 17 0. 2 0. 5 — 图 4 优化前( a) 后( b) 中间包大型夹杂物形貌对比 Fig． 4 Comparison of the morphology characteristics of macro inclu￾sions in the tundish before ( a) and after ( b) optimization 3 结论 ( 1) 单流中间包的下挡墙在改善钢液的流动形 态和减少中间包内死区方面所起的作用远大于上 挡墙． ( 2) 优化配置后采用湍流抑制器与下挡墙( 距 离长水口 2 280 mm) 的组合对中间包内钢液流动的 改善效果 最 好，死 区 比 例 由 原 来 的 25. 9% 降 低 到 13. 6% ． ( 3) 优 化 后 中 间 包 内 T． O 的 质 量 分 数 降 幅 为 32. 7% ，氮的质量分数降幅 28. 6% ，正常坯中的大型 夹杂物质量分数由原来的 8. 4 × 10 － 7 降低 到 3. 2 × 10 － 7 ． 参 考 文 献 ［1］ Zhong L，Wang C，Wang M，et al． Flow control in six-strand bil￾let continuous casting tundish with different configurations． J Iron Steel Ｒes Int，2010，17( 7) : 7 ［2］ Cwudziński A． Numerical，physical，and industrial experiments of liquid steel mixture in one strand slab tundish with flow control de￾vices． Steel Ｒes Int，2014，85( 4) : 623 ［3］ Yang S，Zhang L，Li J，et al． Structure optimization of horizontal continuous casting tundishes using mathematical modeling and wa￾ter modeling． ISIJ Int，2009，49( 10) : 1551 ［4］ López-Ｒamirez S，Palafox-Ｒamos J，Morales Ｒ D，et al． Modeling study of the influence of turbulence inhibitors on the molten steel flow，tracer dispersion，and inclusion trajectories in tundishes． Metall Mater Trans B，2001，32( 4) : 615 ［5］ Liu J G，Yan H C，Liu L，et al． Water modeling of optimizing tundish flow field． J Iron Steel Ｒes Int，2007，14( 3) : 13 ［6］ Ding N，Bao Y P，Sun Q S，et al． Optimization of flow control devices in a single-strand slab continuous casting tundish． Int J Miner Metall Mater，2011，18( 3) : 292 ［7］ Moumtez B，Bellaouar A，Talbi K． Numerical investigation of the fluid flow in continuous casting tundish using analysis of ＲTD curves． J Iron Steel Ｒes Int，2009，16( 2) : 22 ［8］ Chen C，Cheng G G，Sun H B，et al． Optimization of weir ＆ dam with drain holes in continuous casting slab tundish． Adv Mater · 673 ·