连铸钢包浇注过程中旋涡的形成机理

连铸钢包浇注末期出现的旋涡卷渣现象会对连铸钢水质量产生重要的影响,为了有效控制生产中的旋涡卷渣现象,对钢包浇注末期旋涡的产生机理开展详细研究.依据相似原理,构建了相似比为1∶6的钢包物理模型,对钢包浇注过程中旋涡产生及卷渣过程进行研究,分析了初始液面高度、出水口尺寸与布置位置、出水口结构等因素对旋涡形成规律的影响.结果表明：旋涡形成过程与初始液面高度无关;钢包出水口尺寸和布置位置对于旋涡形成过程影响显著.随着出水口直径的增大,旋涡临界高度逐渐增加;随着偏心率的增加,旋涡临界高度逐渐降低,最佳偏心率为3/4.提出三片挡块式出水口结构,可以显著降低钢包浇注末期的旋涡临界高度,降低高度达50％左右.     

界面理论在夹杂物尺寸演变中的作用

以铝镇静钢为研究对象,在120t钢包内分别进行了镁处理和钙处理试验,对比了钢中夹杂物的成分、形貌、尺寸和分布.结果表明:镁处理试验炉次TO的去除率超过50％,钙处理炉次仅为30％,证明镁处理净化钢液效果更为明显;镁处理可将Al2O3迅速变质为尖晶石或MgO,夹杂物分布弥散,尺寸细小且基本不随时间延长而增大;钙处理对夹杂物的变质速度稍慢,夹杂物数量先增加后降低,尺寸降低不明显.界面理论计算表明,在同一体系内,将Al2O3变质为尖晶石比变质为铝酸钙具有更低的界面自由能,即镁处理可获得比钙处理更小的夹杂物尺寸,证明了精炼过程中夹杂物成分控制的重要性.