鋼包出鋼末期自由表面漩渦形成與抑制的水模型實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)過(guò)程中，鋼包出鋼末期會(huì)產(chǎn)生自由表面漩渦卷渣現(xiàn)象，帶來(lái)諸多危害，且降低了鋼的潔凈度，影響了鑄坯表面質(zhì)量。抑制出鋼過(guò)程中自由表面漩渦的形成，降低漩渦的臨界高度可以大大減少漩渦卷渣量，提高鋼材質(zhì)量。本文以某鋼廠(chǎng)60 t鋼包為原型，根據(jù)相似定律建立了1∶4的鋼包水模型。通過(guò)水模型模擬研究了鋼包出鋼過(guò)程中自由表面漩渦的形成過(guò)程，考察了靜置時(shí)間、初始液面高度、水口直徑、水口位置（水口偏心率）對(duì)漩渦的形成高度和臨界高度的影響;并分析了不同

2、情況下的切向速度分布，得到了漩渦形成的規(guī)律;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了吹氣抑制漩渦形成的實(shí)驗(yàn)，并分析了不同吹氣方式（包括吹氣孔位置、吹氣量大?。┫碌囊种其鰷u效果，得到了抑制漩渦效果較明顯的最佳吹氣參數(shù)。主要結(jié)果如下:
　　(1)在鋼包的出鋼過(guò)程中，漩渦的形成高度和臨界高度隨靜置時(shí)間的增大而減小;漩渦的形成高度和臨界高度隨初始液面高度增加先增大后基本保持不變;漩渦的形成高度和臨界高度隨水口直徑的增大而增大，隨水口偏心率的增大而減小。

3、　　(2)在漩渦的形成過(guò)程中，同一時(shí)刻下隨著液面高度的增大流體的切向速度逐漸減小，表明漩渦的形成時(shí)從鋼包底部開(kāi)始形成的;不同條件下漩渦形成過(guò)程中的切向速度大小不同但分布規(guī)律相同。切向速度越大，漩渦的形成高度和臨界高度越大。減小切向速度的大小可以降低漩渦的形成高度和臨界高度。
　　(3)采用吹氣方式可以擾亂漩渦形成過(guò)程中的速度分布，可以達(dá)到有效抑制漩渦的目的。對(duì)于底部吹氣而言，在低于最佳吹氣量時(shí)，漩渦的臨界高度隨著吹氣量的增加而降低