钢包浇铸末期汇流旋涡形成的影响因素研究

在钢包非稳态浇铸的末期，当钢液面降低到一定的高度时，由于钢液切向速度的存在，在钢包长水口或中间包浸入式水口上方钢水自由表面不可避免地会形成旋涡，钢渣通过旋涡核心被卷入钢液中，随着浇铸的进行最终贯通水口，进入中间包或结晶器造成大量下渣或卷渣，大大降低了钢液洁净度，危害钢产品的质量；旋涡以及卷入的一定碱度的炉渣还会降低包衬和水口的使用寿命，增加操作人员的工作量和生产成本。

北京科技大学的学者针对某厂浇铸末期钢包残钢量偏大的问题，通过物理模拟的方法研究了钢包长水口直径、水口偏心率、渣层厚度等因素对钢包浇铸末期汇流旋涡临界起旋高度和贯通高度（空气柱贯通至水口时的液面高度）的影响。研究结果表明：旋涡产生的临界高度随着出水口直径的增加而增加。出水口直径由30mm变化至60mm，起旋高度和贯通高度分别由89.6，25.6mm升高至165.0，40.7mm；当出水口偏心率小于0.7时，水口位置对于贯通高度的影响不明显；但当偏心率由0.7变化至0.8时，贯通高度显著升高；适宜的水口位置为距离钢包底部中心0.7R处；开始卷渣高度随着油层厚度增加呈升高的趋势，但二者并不是线性关系。水口直径为50mm时，油层厚度由40mm增加到50mm，卷渣临界高度增加10mm。