前 言 钢水在浇注过程中，注流与大气接触，将卷入大量空气，造成锅水二次氧化，合金 成分不稳定，使最终凝固的钢锭里产生大型夹杂物。经过炉外处理的高纯净钢水，由于 钢液温度高，氧的活度低，这种现象的影响会更加严重，这就使炉外处理得到的良好效 果最终不能实现。本文目的在于研究浇注过程中钢水吸氧量和影响因素，以估计钢流二 次氧化程度，进而确定有效的保护浇注措施。 1模拟实验求吸氧量 4 近年来，不少研究者通过模拟实验得到一些注流吸氧量的计算式(1~3)，但这些模 拟实验几乎都用水来模拟钢液，只考虑了注流的物理卷气现象，很少考虑注流和气相间 的化学吸收。本文在总结这些研究工作的基础上，利用NOH水溶液吸收CO,来模拟注 流吸气，以求得到更切合实际的研究结果。 1.1模化条件和模型尺寸 用量纲分析法，忽略对吸气量影响较小的无量纲数，可得： v/v1=f (We;Fr,h/D) (1) 式中，l、vg分别为注流体积流量及卷吸的气体体积，W为韦伯准数，h为注流长度， D为水口直径。 由NaOH水溶液(25℃)和钢液(1600℃)的物理性质可算得，只要钢包液面高度、 水口直径和注流长度的相似比取 0.6,就可同时保证原型和模型 We,Fr和h/D相等。但按此相似 比设计的模型尺寸过大，不仅实 验时消耗大量的NaOH溶液，而 且不易操作。为此，根据近似模 化的一般原理〔4)对相似比进行调 整。调整后的模型尺寸D为1,2 cm,（原型以攀钢模注系统为 淮)。注流长度变化范围为2.3 ~23cm。 1.2实验装置及操作原理 实验装置如图1所示。实验 开始，先打开C0,和氮气两利气 【1实位技殿示意图 体在混气罐内混合后进入气体 1一钢包2一气体罩3一注流4一中注管5一分流容器 6一锭模7-一三通管￡一混气罐9一流量计10一流盘计 罩，气体罩侧壁留有气体出口， 11-氨气瓶12-C0:瓶13-测仪14-酸度计15一储液缸 以维持罩内0.1MPa,吹气1一2 Fig.1 Schematic diagram of the appara.us 9前 口 日门 ‘ 口 钢水在浇注过 程 中 ， 注流与大气接触 ， 将卷人大 量空气 ， 造 成钢水 二次氧化 ， 合金 成分不稳定 ， 使最终凝固的钢锭 里产生大 型夹 杂物 。 经过炉外处理 的高纯净钢水 ， 由于 钢液温度高 ， 氧的活 度低 ， 这种现象的影响会更 加严重 ， 这就使炉外处理得到的良好效 果最终 不能实现 。 本文 目的在于 研究浇注过程 中钢水 吸氧量和影响因素 ， 以 估计钢流二 次氧化程度 ， 进而确定有效的保护浇注措施 。 模拟实验求吸氧量 近 年来 ， 不 少研究者通过模拟实验得到一些注流吸氧量的计算式〔卜 〕 ， 但 这 些 模 拟实验几 乎都用 水 来模 拟钢液 ， 只考虑 了注流 的物理 卷气现象 ， 很少考虑注流 和气相间 的化学吸 收 。 本 文在总结这些研究工 作 的基础 上 ， 利 用 水 溶液吸收 来模拟注 流吸气 ， 以 求得到更切 合实际 的研究结果 。 模化 条件和 模型尺 寸 用 量纲 分析法 ， 忽略对吸气量影响较小 的无量纲数 ， 可得 附 ， ， 式 中 、 分别为注流体积流量及卷吸 的气体体积 ， 班 为韦伯准 数 ， 为注流长 度 ， 为水 口直径 。 由 水溶液 ℃ 和钢液 水 口直径 和注流长度的相似比取 ， 就可 同时保证 原型和模 型 平 ， 和 相等 。 但按此相似 比设计的模 型尺寸过大 ， 不 仅实 验时消耗大量 的 溶液 ， 而 且不易操作 。 为此 ， 根据近 似模 化的一般原理“ 〕对相似 比进 行调 整 。 调 整后 的模型尺寸 为 ， 原型以攀钢模注系 统 为 准 。 注流长度变化范 围为 。 。 实验装里及操作原理 实验装置如图 所示 。 实验 开始 ， 先打开 和氮气 两种 心 体在混气罐 内混合后 进 人 气 体 罩 ， 气体罩侧壁 留有气体出 口 ， 以维持罩内。 。 ， 吹 气 一 ℃ 的物理 性质可算得 ，只要钢包液面高度 、 留 丈傀 月 图 实验装 置示意图 一钢 包 一 气体罩 一注流 一 中注管 一 分 流容器 一锭模 一 三 通 管 一 混气罐 一 流量 计 一 流盈 计 一 氮气 瓦 一 留 瓶 一 测气仪 一 酸度计 一 一储液缸 名 名 护