VoL.26 No.3 张炯明等：连铸中间包钢水夹杂物浓度的数值模拟 ·249· b) (c) 50E+0 y=0 比=0 v=1.45 图3中间包钢水各个戴面的温度场 Fig.3 Temperature distributions of various sections in the tundish 1a0006+0 (b) () 进0架5列 2230延0 66E-0 =0 S000E-01 x=0 y=1.45 图4中间包钢水各个截面的夹杂物浓度 Fig.4 Dimensionless inclusion concentration distributions of various sections in the tundish 80 50 中间包出口处夹杂物浓度可以用公式：C出如= 70 残留率 45 60 40 1-C,A,/g来描述，增加液面高度相当于增加中间 50 35 础 包顶部钢液面的面积（中间包壁具有锥度），这样 40 排除率 30 夹杂物的出口浓度将有所减小，由于小尺寸夹杂 25 物顶面的浓度较低，所以钢液面高度对其排除率 20 20 0 % 100 150 影响显著，对大尺寸夹杂物刚好相反.此外，中间 夹杂物当量直径μm 包内钢水液面高度由950mm增加到1050mm对 图5夹杂物当量直径对中间包夹杂物排出率的影响 夹杂物排除率的影响要比由1050mm增加到 Fig.5 Influence of effective diameter on the floating rate 1150mm时的影响明显，即当液面高度增加到一 of inclusion 定程度时，再靠增加液面高度来确保夹杂物的去 可以看出，随夹杂物当量直径的增加，夹杂物的 除，其效果不理想 排除率也相应增加，且影响较为显著，当夹杂物 80 当量直径由20μm增加到50μm时，夹杂物的排 液面高度m 70 ◇-1.15 除率仅增加2%，而当夹杂物当量增加到50μm以 ●-1.05 60 上时，夹杂物的排除率增加得更为显著，夹杂物 ±-0.95 当量直径为150um时，夹杂物的排除率高达 50 75%. 40 0 50 100 150 200 (2)不同钢液面高度对夹杂物排除率的影响. 夹杂物当量直径um 图6表示中间包内钢水液面高度对各种尺寸夹杂 物的排除率的影响.随着中间包内钢水液面高度 图6各种液面高度下，不同尺寸夹杂物的排除率 Fig.6 Influence of the depth of liquid steed on the floating 的增加，夹杂物排除率相应有所增加，在夹杂物 rate of inclusion 尺寸较小时，液面高度的增加对夹杂物的去除更 为有利，夹杂物颗粒的当量直径为20μm时，中间 (3)中间包结构对夹杂物排除率的影响.中间 包钢水液面高度由950mm增加到1150mm,增加 包内钢液面高度为1050mm的情况下，中间包结 了200mm,中间包钢水中夹杂物的排除率由 构对夹杂物排除率的影响如图7所示.中间包内 45.8%增加到51.8%，增加了6%.但夹杂物颗粒尺 设置坝、堰后，中间包内钢液的流动形式发生改 寸较大时，中间包内钢液面高度对夹杂物去除影 变，同时中间包内钢水的停留时间增长，有利于 响得不显著，夹杂物当量直径为150μm时，中间 夹杂物的上浮，对于尺寸较小的夹杂物，中间包 包内钢水液面高度增加200mm,夹杂物排除率仅 内设置挡墙对其排出率影响得不显著，中间包设 增加不到1%.假定中间包入口处浓度等于1，则 置三坝、堰（在宝钢原有中间包T型交接处增设一M 〕1 . 2 6 N 0 . 3 张炯 明 等 : 连 铸 中间 包钢水 夹 杂物 浓度 的数 值 模拟 . 2 4 , . 图 4 中 间包钢 水各 个截面 的夹 杂物 浓度 F i g · 4 D ha 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 t r a ti o n d is t r i b u t i o n s o f v a ir o u s s e e it o n s i n t h e t u n d is h 哥田徽导嵌袱芝 n ō I é八”以、 气曰`nnJ à 月斗4 内玛jJ 22 八”U0 曰 00 兄ù nU 7 了O ō工J 4 八j ,` 瓣渔ù不导锻深求、 研些一不娜铁袱芝 0 5 0 1 0 0 15 0 夹 杂物 当 量直径 /卿 图 5 夹 杂物 当量 直径 对 中 间包夹 杂物 排 出率 的影 响 F ig · 5 I n flu e n c e o f e fe e t ive d i a m e t e r o n ht e fl o a t in g r a et o f in C l u s i o n 可 以看 出 , 随夹 杂物 当量 直径 的增 加 , 夹杂物 的 排 除率也 相应 增 加 , 且 影 响较 为 显 著 . 当夹 杂 物 当量 直 径 由 2 0 脚 增 加 到 50 林In 时 , 夹 杂 物 的排 除率 仅 增 加 2% , 而 当夹 杂物 当量增 加 到 50 林In 以 上 时 , 夹杂 物 的 排 除率 增 加得 更 为 显著 , 夹 杂 物 当 量 直 径 为 150 p n l 时 , 夹 杂 物 的 排 除 率 高 达 75 % . (2 )不 同钢 液面高 度对 夹 杂物 排 除 率 的影 响 . 图 6表 示 中 间包 内钢 水液面 高度对 各 种尺 寸夹 杂 物 的排 除 率 的影 响 . 随着 中间包 内钢 水 液 面高 度 的增 加 , 夹 杂 物 排 除率 相应 有 所 增 加 . 在 夹杂 物 尺 寸较 小 时 , 液面 高度 的增 加对 夹 杂物 的去 除更 为有 利 , 夹 杂物 颗 粒 的 当量直 径 为 20 林m 时 , 中 间 包钢 水 液 面 高度 由 9 50 r n r 。 增 加 到 1 150 ~ ,增 加 了 加 0 ~ , 中 间包 钢 水 中夹 杂 物 的 排 除 率 由 45 . 8% 增 加 到 51 . 8% , 增 加 了 6 % . 但 夹 杂物 颗粒 尺 寸较大时 , 中间包 内钢 液面 高度对 夹杂 物 去 除影 响得 不 显 著 , 夹杂 物当量 直 径为 巧 0 卿 时 , 中 间 包 内钢水 液 面高 度增 加 2 0 ~ , 夹 杂物 排 除率 仅 增加 不 到 1% . 假 定 中间包 入 口 处浓 度 等于 1 , 则 中 间 包 出 口 处 夹 杂 物 浓 度 可 以用 公 式 日1 : C 出口 二 1一 sC sA v z 勺来 描述 , 增 加液 面 高度 相 当于增 加 中 间 包 顶 部钢 液 面 的面积 ( 中间包 壁具 有 锥 度 ) , 这 样 夹杂 物 的 出 口 浓 度 将 有所 减 小 , 由于 小尺 寸 夹杂 物 顶 面 的浓 度较 低 , 所 以钢 液面 高度 对 其 排 除率 影 响显著 , 对 大尺 寸夹 杂 物 刚好 相反 . 此外 , 中 间 包 内钢 水 液面 高 度 由 9 50 ~ 增加 到 I O5 0 m m 对 夹 杂 物 排 除 率 的 影 响 要 比 由 1 0 50 ~ 增 加 到 1 巧 0 ~ 时 的影 响 明 显 , 即 当液 面 高度 增 加 到一 定程 度 时 , 再靠 增 加液 面 高度来 确 保夹 杂 物 的去 除 , 其 效 果不 理 想 . 二 鬓剔 户 5 0 1 0 0 1 5 0 夹 杂物 当量 直径 /娜 图 6 各种 液 面高度 下 , 不 同尺寸 夹 杂物的排 除 率 F ig . 6 I n fl u e n c e o f t h e d e P th o f il q u id s t e e d o n t h e fl o a t in g r a t e o f in e lu s i o n (3 ) 中间包 结 构对 夹 杂物 排 除率 的影 响 . 中 间 包 内钢 液 面 高度 为 1 05 0 ~ 的情况下 , 中间包 结 构对 夹 杂 物 排 除率 的 影 响如 图 7 所 示 . 中 间包 内 设置 坝 、 堰 后 , 中 间包 内钢 液 的流动 形 式 发 生 改 变 , 同时 中 间包 内钢 水 的停 留 时 间增长 , 有利于 夹 杂物的 上浮 . 对 于尺 寸 较小 的夹 杂物 , 中 间包 内设 置挡 墙 对其排 出率影 响得不 显 著 , 中 间包 设 置三 坝 、 堰 (在宝 钢 原有 中间包 T 型交接处 增 设一