方坯中间包包盖吹氩数值计算研究与应用

连铸过程中,通过包盖向中间包内吹入氩气可降低中间包内氧气质量分数,增强中间包保护浇注效果,减少钢水二次氧化。以6流方坯中间包为对象,针对其空包阶段与稳浇阶段包盖吹氩过程建立数值计算模型。为验证模型准确性,采用手持烟气分析仪测定了不同吹氩流量和不同吹氩时刻中间包氧气含量,并与计算值进行了对比,发现两者相对误差小于7.5%。基于该模型计算分析了采用不同工艺方案(包括吹氩管布局、氩气流量、吹氩时间)进行包盖吹氩时中间包氧气含量变化规律,据此确定了合理的包盖吹氩工艺方案为,吹氩管布放于包盖孔两侧,烘烤孔密封、塞棒孔畅通,空包吹氩阶段氩气流量不小于120 m³/h,中间包稳浇阶段氩气流量不小于60 m³/h。采用该工艺方案开展了工业试验,中间包内的氧气质量分数可稳定维持在0.1%以下,RH出站至中间包钢水增氮降低18.3%,由7.1×10^-6降低至5.8×10^-6,钢轨B、C类夹杂物评级得到改善。研究结果为设计中间包包盖吹氩工艺、增强中间包保护浇注效果提供了理论指导。