中间包汇流旋涡的形成机理及旋转塞棒抑旋研究

##1. 前言 在中间包浇注末期,当中间包内钢液液位过低时,浸入式水口上方会形成汇流旋涡,液面逐渐下凹,最终贯通水口,使得覆盖渣、空气及团聚的夹杂物随着汇流旋涡卷入水口。同时由汇流旋涡引起的夹渣易导致钢液外来夹杂物变多、钢液的二次氧化、中间包内残余钢量大及浸入式水口堵塞等问题[1-3]。目前常用的预防措施是在液面达到形成自由液面漩涡的临界高度前停止浇注,但会造成大量的残余钢,经济效益较低。Ruan[4]、赵鹏[5]和Wang[6]等提出了通过优化挡墙和挡坝位置、优化水口结构、降低拉速和底部吹氩等方法抑制汇流漩涡的产生,但这些方法不仅成本较大,同时会影响中间包内的稳态流场。因此本文提出一种旋转型塞棒抑制中间包汇流旋涡的新技术,其原理是在保留原塞棒系统的基础上,优化塞棒头部结构,加装一个变频电机或气动马达带动塞棒旋转,当钢液处于低液面时,塞棒沿与漩涡方向相反的方向旋转,扰动水口上方自由表面漩涡的形成。该技术较之于其他的旋涡抑制措施具有不改动包体结构、安装和操作简便的优点。