八流大方坯连铸中间包结构优化的物理和数值模拟

刘 敏，温 翰，张 琪，唐宏伟，李 源，陈 敏

(1.鞍钢股份有限公司 炼钢总厂，辽宁 鞍山 114000;2.东北大学 材料与冶金学院，沈阳 110819)

连铸中间包不仅起到稳压、分配钢水以及保证连续浇铸等作用，还具有均匀中间包内钢水温度、延长钢水停留时间、促进夹杂物上浮去除、提高铸坯质量等功能.随着对铸坯洁净度要求的不断提高，通过在中间包内设置合理控流装置以改善包内钢水流动特性，以提高中间包冶金效果的措施日益受到重视［1］.对多流中间包而言，不仅需要考虑夹杂物的去除，还应兼顾包内各流流动的一致性，促进各流间钢水温度的均匀，以保证铸坯质量和生产顺行［2］.

某钢厂八流方坯连铸中间包由对称的两个中间包组成，包型介于“V”型与“C”型之间，属于狭长型多流中间包，其中间包结构和连铸工艺参数分别如图1和表1所示.现场调研发现，该中间包冲击区附近包壁冲刷严重，各流间钢水温差较大，不利于生产顺行.鉴于该类包型多流中间包内钢水流动特性的相关研究鲜有报道，本研究拟通过物理和数值模拟方法，通过对控流装置的结构优化，达到改善中间包冶金效果之目的.

图1 原型中间包与冲击区结构示意图Fig.1 Schematic of prototype tundish and impact zone

表1 八流大方坯中间包主要结构参数与连铸工艺参数Table 1 Main structural and technological parameters of the 8－strand bloom tundish

1 物理模拟

根据相似原理，为保证模型与原型中间包内流体流动相似，需要满足几何相似和动力相似，即保证模型与原型的弗鲁德准数相等.本实验选取模型与原型几何相……