单流双通道板坯感应加热中间包的数值模拟及工业试验

作     者：邢飞 郑淑国 朱苗勇 XING Fei;ZHENG Shuguo;ZHU Miaoyong

作者机构：鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山114009 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 

出 版 物：《中国冶金》 (China Metallurgy)

年 卷 期：2024年第34卷第3期

页      面：122-130页

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51974079 52174310) 

主　　题：感应加热 中间包 数值模拟 工业试验 流场 温度场 夹杂物 

摘      要：以某钢铁企业单流双通道感应加热中间包为原型,通过数值模拟与工业试验的方法,研究感应加热中间包内钢液流动、传热及夹杂物的去除行为。结果表明,当加热功率为400 kW时,钢液高速流过通道,温度由1 846 K升高到1 862 K,升温幅度为16 K,流出通道后在浮力作用下向上流动,到达浇注区顶部后向底部流动;随着加热功率的升高,钢液流过通道的升温幅度逐渐增大;流出通道的钢液温度高于浇注区内钢液的平均温度,浇注区温度逐渐升高。对于直径为50μm的夹杂物,当加热功率为400 kW,有感应加热中间包时其去除率高于无感应加热中间包时,去除率升高19.01个百分点;且通道内夹杂物去除率也高于无感应加热中间包,去除率升高31.41个百分点。对于每种尺寸的夹杂物,有感应加热的去除率均高于无感应加热;加热功率由400 kW升高到500 kW,夹杂物去除率小幅升高;所有尺寸夹杂物同时从入口释放,也可以得到类似的结论。工业试验表明,随着加热功率的升高,中间包水口的温度随之升高。与未使用感应加热相比,加热功率为400 kW时,试样的全氧质量分数降低幅度为15.3个百分点;加热功率为500 kW时,试样的全氧质量分数降低幅度为17.3个百分点。随着加热功率的升高,夹杂物去除率不断提高。本研究可为单流双通道板坯感应加热中间包的工业应用提供一定的理论指导。