双流板坯中间包加高提升钢液洁净度的数理模拟

摘要

连铸过程逐渐向大断面高拉速方向发展,中间包容量成为制约生产效率和铸坯质量的关键因素。以某厂双流板坯中间包为对象,通过数理模拟分析不同加高高度下的流场、停留时间分布(Residence Time Distribution, RTD)曲线及夹杂物去除率。结果表明,随着中间包包壁加高和容量相应增大,钢液平均停留时间延长,中间包净化钢液的能力也相应提高。当挡墙随中间包抬高200 mm时,相比于原型和其他加高扩容方案,中间包内钢液平均停留时间延长12.1~153.6 s,死区体积分数减小0.31~2.53个百分点,冲击区自由液面平均速度减小6.7%~15.6%,中间包内钢液额外温降不明显,夹杂物总去除率提高1.63个百分点。此外,中间包加高200 mm时,拉速由1.35 m/min提高到1.50 m/min,使钢液平均停留时间由743.7 s降至677.9 s,仍比原型低拉速时高88.0 s,且死区体积分数降低了2.18个百分点,体现了扩容中间包在高拉速连铸中的优势。本研究可为钢铁企业进行中间包加高扩容及高拉速浇注工业计划的实施提供理论指导。