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)會因?yàn)殇撍蛔愫推渌蚨铝鳌Ｔ撐闹饕獙υ撝虚g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：TF777 文獻(xiàn)標(biāo)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(gè)較為恒定的水平，有時(shí)會因?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中間包流場和溫度場的影響，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)立且對稱放置的相同的半包組成。所以針對一半進(jìn)行流場研究就能滿足要求。

通過刺激-響應(yīng)的方法來測定其流場特點(diǎn)。首先待鋼包和中間包內(nèi)的流動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，通過加入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，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。

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的時(shí)間。

當(dāng)一個(gè)水口被堵住后，相對六流全開的方案，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，總體來說原型中間包堵住一個(gè)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(qū)比例呈增加趨勢，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，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(chǔ)上，若要堵住一個(gè)水口，堵近流的1#水口相對合理。

3 結(jié)語

通過RTD曲線分析，堵流會導(dǎo)致中間包整體死區(qū)比例增加，平均停留時(shí)間延長；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)比例相對較小，各流平均停留時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差較小，中間包流場相對合理。因此需要堵流時(shí)，堵住1#水口較合理。

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