中間包堵流操作的研究

王建忠

摘 要：一鋼軋廠1#連鑄機采用十二流中間包。在實際生產中，有時會因為鋼水不足和其他原因而堵流。該文主要對該中間包的堵流操作行為進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比例相對較小，各流平均停留時間的標準差較小的建議。

關鍵詞：十二流 中間包 鋼水 塔流操作

中圖分類號：TF777 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0103-02

連鑄過程中為了保證多流中間包各流的拉速控制在一個較為恒定的水平，有時會因為鋼水供應不足和設備故障等原因，必須堵住或關閉個別中間包出鋼流。該文主要研究多流中間包堵流操作對中間包流場和溫度場的影響，同時優化該操作以改善中間包的冶金功能。

1 中間包流場的研究

1#連鑄機中間包為十二流T-型中間包，該中間包是由兩個獨立且對稱放置的相同的半包組成。所以針對一半進行流場研究就能滿足要求。

通過刺激-響應的方法來測定其流場特點。首先待鋼包和中間包內的流動達到穩定狀態后，通過加入75 mL的飽和KCl溶液作為示蹤劑，記錄濃度隨時間的變化，通過RTD曲線（停留時間分布曲線）可以算出中間包的各流的平均停留時間、滯止時間、峰值時間以及中間包的死區、活塞區、全混區的比例。

從表1可以看出，1#水口的滯止時間為15 s，峰值時間為19 s，2#水口的滯止時間為31 s，峰值時間為62 s。而6#水口的滯止時間為218 s，峰值時間為302 s。兩者相差187 s。滯止時間和峰值時間的標準差分別為70、92，說明各水口的差異明顯。

從平均停留時間上看，近流的平均停留時間比較小，其中1#、2#水口的平均停留時間都小于400 s，這不利于夾雜物的上浮，遠流水口的平均停留時間很長，其中4#、5#水口的平均停留時間都大于600 s，6#水口的平均停留時間為898 s，雖然能保證夾雜物上浮，但鋼液的溫度下降明顯。開始澆鑄時容易造成水口結瘤，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，會導致邊部流鋼液更新慢，容易出現冷鋼的現象。因此，僅研究了堵1#、2#、3#和4#水口的方案。實驗過程中，中間包液面仍保持在原有水平，各流出口流量不變，待液面穩定后，加入75 mL飽和KCL進行檢測。

上述方案的RTD曲線分析結果如表2所示。由表2可以看出，當一個流被堵住后，理論平均停留時間由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的時間。

當一個水口被堵住后，相對六流全開的方案，總體死區比例增加明顯，由27.96%增加到了50%左右。這說明在中間包結構不變的情況下，當堵住其中一個水口后，中間包的有效利用率降低了。對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間的標準差也增加了，由193增加到了230左右，各流的一致性也降低了。因此，總體來說原型中間包堵住一個流后，中間包的冶金效果會降低。

另外，隨著堵流水口位置從中部流（1#）向邊部移動到4#流，總體死區比例呈增加趨勢，由47.2%增加到了56.8%；各流平均停留時間標準差S也有相同趨勢，由172.5增加到了244.3。其變化趨勢如圖1所示。因此，在原型中間包的基礎上，若要堵住一個水口，堵近流的1#水口相對合理。

3 結語

通過RTD曲線分析，堵流會導致中間包整體死區比例增加，平均停留時間延長；堵住距離湍流抑制器的沖擊區最近的流時，總體死區比例相對較小，各流平均停留時間的標準差較小，中間包流場相對合理。因此需要堵流時，堵住1#水口較合理。

參考文獻

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