1、研究报告第一重型集团公司东北大学材料与冶金学院 一重一重60t中间包水模拟研究中间包水模拟研究 主要内容前言实验原理及方法实验结果分析与讨论结论和建议前言夹杂物来源及其危害研究目的及意义实验原理及方法实验原理实验装置实验方法实验方案水模型实验的理论基础是相似原理，要求模型与原型保持几何相似和动力学相似。为保证动力学相似，主要考虑Re准数和Fr准数相等即可。有研究表明，不论中包几何形状和尺寸大小，流动过程的湍流Re准数都是十分相近的。因此只要保证中间包原型和模型的Fr准数相等即可保证动力学相似条件。实验原理45(50、55)215017002650700中间包结构参数 水模型几何相似比为1:3实
2、验装置 波高传感器在中间包内布置示意图5#4#3#2#1#实验方法实验方法 中间包液面波动的测量 采用DJ800采集系统对中间包液面波动情况进行测量。中间包卷渣模拟 采用真空泵油和煤油所配置的混合油对中间包钢液卷渣进行模拟。中间包水口内径/mm中间包熔池深度/mm测定参数45、50、55400测定各工况条件下中间包液面波动以及卷渣 60080010001200140016001800200022002400 实验方案实验结果分析与讨论 n中间包内流场基本特征中间包内流场基本特征 n水口水口45mm中间包液面波动及卷渣情况中间包液面波动及卷渣情况 n水口水口50mm中间包液面波动及卷渣情况中间包
3、液面波动及卷渣情况n水口水口55mm中间包液面波动及卷渣情况中间包液面波动及卷渣情况中间包内流场基本特征中间包液面波动n有文献资料表明：对表面积为5m2，熔池深度700mm的中间包，由于中间包注流冲击引起中间包液体流动，使裸露表面在1.15s内就更新一次，则1min内表面更新达52次，裸露于空气中的钢液表面积达260m2。不同中间包熔池深度液面波动(45)不同中间包熔池深度3#测点液面波动(45)中间包液面不同区域液面波动情况(45)波动最为剧烈 敞流浇注(45)长水口保护浇注(45)敞流浇注(45)长水口保护浇注(45)不同中间包熔池深度液面波动(50)不同中间包熔池深度3#测点液面波动(5
4、0)中间包液面不同区域液面波动情况(50)敞流浇注和长水口保护浇注液面平均波高(50)敞流浇注(50)长水口保护浇注浇注(50)长水口保护浇注(50)敞流浇注(50)图16 不同中间包熔池深度液面波动(55)图17 不同中间包熔池深度3#测点液面波动(55)图18 中间包液面不同区域液面波动情况(55)图19 敞流浇注和长水口保护浇注液面平均波高(55)敞流浇注(55)长水口保护浇注(55)卷渣非常厉害 长水口保护浇注(55)敞流浇注(55)结论和建议 n 中间包采取敞流浇注的方式，注入流卷吸大量空气，且注入流对中间包液面冲击力大，液面波动剧烈，对包壁耐火材料材料冲刷严重，在流量大时表现得尤为
5、明显；n(2)中间包水口直径为45mm时，液面波动相对轻微，在熔池深度为16001800mm时，液面波动最小；熔池深度大于1000mm时，卷入钢液内的渣滴可上浮至渣-金界面，而熔池深度小于1000mm时，渣滴来不及上浮就被出流流股抽引流出中间包造成卷渣；n中间包水口直径为50mm时，熔池深度为16001800mm时，液面波动最小；熔池深度大于1200mm时，卷入钢液内的渣滴可上浮至渣-金界面，而熔池深度小于1200mm时，渣滴来不及上浮就被出流流股抽引流出中间包造成卷渣；n(4)中间包水口直径为55mm时，液面波动最为剧烈，熔池深度为1800mm左右时，液面波动最小；在实验所考察各熔池深度，卷渣都较为严重；n在现场工艺条件以及设备能够满足的条件下，建议采取长水口或保护套管保护浇注，以改善中间包内流场，减轻液面波动，减少钢液二次氧化，减小钢液卷渣几率，以及减小中间包钢液流股对中间包包衬耐火材料的冲刷侵蚀，提高中间包寿命及钢锭质量。34谢谢大家 谢谢请批评指正
