王建忠

摘 要：一鋼軋廠1#連鑄機(jī)采用十二流中間包。在實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)會(huì)因?yàn)殇撍蛔愫推渌蚨铝鳌Ｔ撐闹饕獙?duì)該中間包的堵流操作行為進(jìn)行了研究并提出了堵住1#水口以保證中包中鋼水總體死區(qū)比例相對(duì)較小，各流平均停留時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差較小的建議。

關(guān)鍵詞：十二流 中間包 鋼水 塔流操作

中圖分類號(hào)：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0103-02

連鑄過(guò)程中為了保證多流中間包各流的拉速控制在一個(gè)較為恒定的水平，有時(shí)會(huì)因?yàn)殇撍?yīng)不足和設(shè)備故障等原因，必須堵住或關(guān)閉個(gè)別中間包出鋼流。該文主要研究多流中間包堵流操作對(duì)中間包流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響，同時(shí)優(yōu)化該操作以改善中間包的冶金功能。

1 中間包流場(chǎng)的研究

1#連鑄機(jī)中間包為十二流T-型中間包，該中間包是由兩個(gè)獨(dú)立且對(duì)稱放置的相同的半包組成。所以針對(duì)一半進(jìn)行流場(chǎng)研究就能滿足要求。

通過(guò)刺激-響應(yīng)的方法來(lái)測(cè)定其流場(chǎng)特點(diǎn)。首先待鋼包和中間包內(nèi)的流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過(guò)加入75 mL的飽和KCl溶液作為示蹤劑，記錄濃度隨時(shí)間的變化，通過(guò)RTD曲線（停留時(shí)間分布曲線）可以算出中間包的各流的平均停留時(shí)間、滯止時(shí)間、峰值時(shí)間以及中間包的死區(qū)、活塞區(qū)、全混區(qū)的比例。

從表1可以看出，1#水口的滯止時(shí)間為15 s，峰值時(shí)間為19 s，2#水口的滯止時(shí)間為31 s，峰值時(shí)間為62 s。而6#水口的滯止時(shí)間為218 s，峰值時(shí)間為302 s。兩者相差187 s。滯止時(shí)間和峰值時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差分別為70、92，說(shuō)明各水口的差異明顯。

從平均停留時(shí)間上看，近流的平均停留時(shí)間比較小，其中1#、2#水口的平均停留時(shí)間都小于400 s，這不利于夾雜物的上浮，遠(yuǎn)流水口的平均停留時(shí)間很長(zhǎng)，其中4#、5#水口的平均停留時(shí)間都大于600 s，6#水口的平均停留時(shí)間為898 s，雖然能保證夾雜物上浮，但鋼液的溫度下降明顯。開(kāi)始澆鑄時(shí)容易造成水口結(jié)瘤，堵塞水口。

2 中間包堵流操作研究

考慮到堵住邊部流（5#和6#水口）時(shí)，會(huì)導(dǎo)致邊部流鋼液更新慢，容易出現(xiàn)冷鋼的現(xiàn)象。因此，僅研究了堵1#、2#、3#和4#水口的方案。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，中間包液面仍保持在原有水平，各流出口流量不變，待液面穩(wěn)定后，加入75 mL飽和KCL進(jìn)行檢測(cè)。

上述方案的RTD曲線分析結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，當(dāng)一個(gè)流被堵住后，理論平均停留時(shí)間由655.5 s增加到了786.5 s，即相同的鋼液要在中間包停留更長(zhǎng)的時(shí)間。

當(dāng)一個(gè)水口被堵住后，相對(duì)六流全開(kāi)的方案，總體死區(qū)比例增加明顯，由27.96%增加到了50%左右。這說(shuō)明在中間包結(jié)構(gòu)不變的情況下，當(dāng)堵住其中一個(gè)水口后，中間包的有效利用率降低了。對(duì)比不堵的方案還可以看出，除了堵1#水口以外，堵住其他水口后各流平均停留時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差也增加了，由193增加到了230左右，各流的一致性也降低了。因此，總體來(lái)說(shuō)原型中間包堵住一個(gè)流后，中間包的冶金效果會(huì)降低。

另外，隨著堵流水口位置從中部流（1#）向邊部移動(dòng)到4#流，總體死區(qū)比例呈增加趨勢(shì)，由47.2%增加到了56.8%；各流平均停留時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差S也有相同趨勢(shì)，由172.5增加到了244.3。其變化趨勢(shì)如圖1所示。因此，在原型中間包的基礎(chǔ)上，若要堵住一個(gè)水口，堵近流的1#水口相對(duì)合理。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)RTD曲線分析，堵流會(huì)導(dǎo)致中間包整體死區(qū)比例增加，平均停留時(shí)間延長(zhǎng)；堵住距離湍流抑制器的沖擊區(qū)最近的流時(shí)，總體死區(qū)比例相對(duì)較小，各流平均停留時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差較小，中間包流場(chǎng)相對(duì)合理。因此需要堵流時(shí)，堵住1#水口較合理。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬海濤，趙定國(guó)，艾立群，等.利用RTD曲線研究中間包內(nèi)鋼液的流動(dòng)行為[J].鑄造技術(shù)，2016（12）：2632-2635.

[2] 畢學(xué)工，李宏玉，劉光明，等.基于RTD曲線連鑄中間包優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)值模擬[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（4）：343-346.

[3] 潘秀蘭，梁慧智，王艷紅，等.國(guó)內(nèi)外連鑄中間包冶金技術(shù)[J].世界鋼鐵，2009（6）：9-16.endprint