作者：張偉陽,程樹森

作者單位：北京科技大學冶金與生態工程學院

刊名：鋼鐵

ISSN：0449-749X

出版年：2022-07-07

卷：57

期：10

起頁：110-119

止頁：

分類號：TF777

語種：中文

關鍵詞：連鑄;浸入式水口;吸入空氣;吹氬量;伯努利方程;

內容簡介

連鑄過程浸入式水口本身及其與上水口連接處容易吸入空氣，導致鋼水二次氧化，隨之可能造成水口結瘤及斷澆，導致嚴重的連鑄事故。通過向水口內部吹入氬氣可以防止空氣吸入，吹氬量控制不當容易引起鑄坯缺陷。基于伯努利原理和質量守恒定律建立了從中間包到結晶器的速度-質量模型，探討了以上部件吸入空氣的機理。首先研究了理想與考慮壓損2種情況下水口直徑、水口浸入深度、中間包液位、鑄坯寬度和拉坯速度對水口入口的鋼液橫截面積與出口的鋼液橫截面積之比（AA/AP）的影響，然后對水口結構進行了優化，并建立了吹氬量控制模型。結果表明，為防止水口吸入空氣，應盡量減小水口直徑、降低中間包液位和水口浸入深度的高度差、增大拉坯速度和鑄坯斷面寬度。其中水口直徑提高10%,AA/AP從2.15增大至2.62;鑄坯寬度和拉坯速度對AA/AP影響略低于水口直徑，同樣提高10%,AA/AP均從2.15降低至1.96;中間包液位和浸入深度對AA/AP影響最小。基于此研究結果，水口結構優化為符合鋼液流束的圓臺形，并結合水口內真空區體積確定了吹氬量控制模型，使得水口內始終保持微正壓。本研究結果為減小甚至消除水口的空氣吸入、控制氬氣吹入量提供了理論基礎，對高品質鋼的生產及節能降耗具有重要意義。