鞍钢宽厚板坯中间包气幕挡墙研究

小方坯中间包挡墙参数优化和物理模拟的研究潘贵明;芮其宣【摘要】浇注小方坯的中间包控流装置一般为中间包挡墙,其影响中间包流场的参数主要有孔径、孔倾角、孔间距、孔高等.研究针对某厂中间包技术改进,采用了水模型对其中间包挡墙参数进行了优化设计.实验通过显著性分析研究了影响中间包流场的参数顺序,并通过正交实验寻找最优流场.【期刊名称】《安徽冶金科技职业学院学报》【年(卷),期】2016(026)004【总页数】4页(P5-8)【关键词】中间包流场;挡墙参数;水模型;正交实验【作者】潘贵明;芮其宣【作者单位】兴澄特种钢铁有限公司,江苏江阴 214400;安徽工业大学安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TF777.3中间包是炼钢过程中由间歇操作转变成连续操作的一种过渡设备，具有稳压、储存钢液，保证钢液连续浇注顺利进行的作用[1]。

为了得到理想的流动状态，中间包内设置了如:挡墙、挡坝、多孔挡墙、湍流抑制器等多种控流装置，通过这些装置可以使得浇注的各流获得较为均匀的温度和成分。

现在某钢厂因为工艺改变，需要对中间包内的挡墙工艺参数重新设计，从而使得改进后的中间包仍然可以获得温度和成分较为均匀的流场。

国内一般使用水模型来模拟中间包内钢水流动，采用了中间包各流的停留时间分布(RTD)曲线来描述中间包内钢液的流动特性[2],[3]，采用了正交试验法对中间包挡墙参数进行了试验，对挡墙参数进行了显著性分析，指出了对流场影响最大的参数，同时给出中间包流场最优的挡墙参数组合方案。

1.1 实验原理物理模拟实验的理论基础是相似定律。

该定律主要包括几何相似、运动相似和动力相似。

动力相似需要满足室温水模型中的Re和Fr相似准则，文献[4],[5]研究表明中间包内钢液流动与模型中水的流动处于同一自模化区，所以只要保证模型和原型的Fr准数相等：速度比流量比式中：v为流速，m/s；Q为实际钢水体积流量，m3/h；λ为模型比例系数，g为重力加速度，m/s2，L为特征长度。

厚板坯连铸中间包流场优化张立夫; 王鲁毅; 崔福祥; 吕春风; 张宏亮; 张晓光【期刊名称】《《鞍钢技术》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P14-18)【关键词】连铸; 中间包流场; 数值模拟; 水模实验【作者】张立夫; 王鲁毅; 崔福祥; 吕春风; 张宏亮; 张晓光【作者单位】鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司辽宁营口 115007; 鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山 114009【正文语种】中文【中图分类】TF775中间包内流体流动状态及速度分布对流体成分和温度的均匀性、夹杂物的上浮与排除有着重要的影响，而中间包及其控流装置的结构决定了中间包内流体的流动状态与速度分布[1]。

因此，深入了解和控制钢液在中间包内的流动行为是保证中间包冶金效果和提高钢液质量的关键。

鞍钢股份有限公司鲅鱼圈炼钢部在生产过程中出现部分钢种探伤合格率低的问题，分析后认为是夹杂物导致，夹杂物组分分析表明疑似中包渣，而中间包流场不合理容易导致卷渣事件发生。

为降低并控制由中间包流场原因导致的夹杂物缺陷风险，利用数值模拟和水模实验，对比分析了4种中间包控流装置方案的特点，以确定合理的中间包控流装置，有效控制中间包内钢水的夹杂物。

1 数学模型计算以2 300 mm×300 mm的单流大断面板坯中间包为研究对象，设计了4种控流装置方案，图1为控流装置方案示意图，表1为方案说明。

模拟工艺参数见表2。

为保证计算的完整和真实，以整个中间包流场区域作为建模范围,而且全部采用六面体结构化网格以保证计算精度。

1.1 模型基本假设模型基本假设如下：（1）中间包内钢液流动为粘性不可压缩流动；图1 控流装置方案示意图（a）方案 A；（b）方案 B；（c）方案 C；（d）方案 D表1 方案说明方案挡墙底部高度/mm挡墙长水口中心距/mm挡墙挡坝间隙/mm 挡坝高度/mm 备注A 300 1 500 300 280 挡坝带孔，直径 5 cm,角度45°，间距25 cm。

专利名称：一种中间包用防漏钢的气幕挡墙
专利类型：实用新型专利
发明人：孟红涛,史绪波,王允,李心田,孙荣海,闫光辉申请号：CN201029251088.9
申请日：20100301
公开号：CN201693167U
公开日：
20110105
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种中间包用防漏钢的气幕挡墙，所述气幕挡墙具有透气面、底面，以及与中间包干式料或涂料接触的侧面，所述侧面上设置有防漏钢槽。

本实用新型的中间包用防漏钢的气幕挡墙，使得在中间包施工过程中干式料或涂料与气幕挡墙侧面填充、捣实接触好，能够有效地防止中间包内的钢液沿气幕挡墙侧面与干式料或涂料之间的缝隙渗透。

申请人：濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司
地址：457100 河南省濮阳县西环路中段
国籍：CN
代理机构：北京中海智圣知识产权代理有限公司
代理人：曾永珠
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采用气幕挡墙感应加热中间包的模拟研究
邢飞;朱苗勇;郑淑国
【期刊名称】《炼钢》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】为了研究气幕挡墙对感应加热中间包内传输行为的影响,根据实际单流双通道感应加热中间包数据,通过数值模拟的方法,建立三维非稳态数学模型研究了气幕挡墙对感应加热中间包内流动、传热及夹杂物传输行为的影响规律。

结果表明,气幕挡墙能够使感应加热中间包浇注区内流场分布更合理,钢液成分更均匀,更有利于夹杂物的上浮去除;浇注区内钢液的温度场分布更均匀,温差不超过1 K,温度较低区域进一步缩小;使用气幕挡墙后夹杂物的去除率较使用前明显提高,去除率提高约41%。

【总页数】8页(P65-71)
【作者】邢飞;朱苗勇;郑淑国
【作者单位】鞍钢集团钢铁研究院;东北大学冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF777
【相关文献】
1.四流中间包气幕挡墙水模拟研究
2.宽厚板连铸中间包气幕挡墙吹氩优化模拟研究
3.单流中间包气幕挡墙物理模拟研究
4.连铸中间包气幕挡墙水模拟实验研究
5.通道式感应加热中间包挡墙优化的物理模拟
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120吨中包气幕挡墙的应用技术分析连铸二车间技术组郭幼永【摘要】：8月16日120吨实验常规钢种的气幕挡墙，结通过采用气幕挡墙工艺全面提高钢水的纯净度，达到降低铸坯[0] [N]的整体含量。

【关键词】气幕挡墙；铸坯[0] [N]；纯净度【前言】：钢中的夹杂物，尤其是大颗粒夹杂物是引起产品缺陷的主要原因。

在炼钢工艺中，钢水在凝固前始终是与耐火材料接触的，耐火材料经冲蚀和熔损进入钢中本身就是夹杂物。

在钢水凝固后，钢中的夹杂物是无法去除的。

因此，如何在中间包内尽可能地将钢中夹杂物减少到最低，是关系到最终产品质量的一个非常关键的因素。

在减步钢中的夹杂物进人结晶器方面，人们采取了大量的措施，如设挡渣堰、过滤器等，但这些措施都有一定的局限性。

过滤器的作用时问短，作用小且投资较大；挡渣堰不仅投资大，而且其本身叉可能因其熔损而增加钢中的夹杂物；加大中同包深度将会增大耐火材料消耗，且存在与铸流及钢包容量匹配等问题。

根据底吹氩的理论，应用气幕的作用将会收到事半功倍的效果。

气幕挡墙位于中间包底部，在浇钢过程中与钢水接触。

因此对耐火材料的要求有以下几方面：(1)气幕挡墙为整体成型，上部为透气带，下部为致密带。

透气带必须透气均匀。

(2)上部透气带应有一定的强度，避免在浇钢过程中受钢水静压力而产生裂纹。

(3)透气带在浇钢过程中不与钢水反应，避免浇钢过程中气孔堵塞。

一、气幕挡墙的作用中间包吹氩的主要作用不是为增强搅拌，而是通过惰性气泡清洗钢液，从而达到去除夹杂甚至脱气的目的。

中问包采用多孔砖吹氩试验表明：合理布置多孔砖还有控制沿包底钢流的作用。

当气流形成气幕后可产生以下作用：(1)改变中间包流场，阻碍大颗粒夹杂物由中间包的注流区向塞棒区移动。

(2)氩气泡在上浮过程中带动夹杂物上浮，并起到真空泵作用，进行脱气。

(3)增加钢中夹杂物相互接触和碰撞的机会，促使夹杂物长大、上浮，从而使夹杂物被中间包渣吸收。

(4)可改变中间包塞棒区的流场，减小塞棒区上部钢液向下的流速．从而减少夹杂物被卷人结晶器的几率。