中间包感应加热与吹氩协同控制工艺数值模拟

中间包采用感应加热与吹氩协同控制工艺有望实现高效去夹杂及低过热度浇铸。针对该工艺,并结合国内某钢厂的感应加热中间包建立三维非稳态数学模型,研究其磁场的分布规律,并对比分析了有无吹氩及吹气量对其流场、温度场以及夹杂物去除的影响。结果表明:感应加热中间包内偏心电磁力最小值偏离通道几何中心10 mm,沿通道径向距线圈较近位置焦耳热略有增加。吹氩使感应加热中间包内钢液在气幕两侧各形成一个循环流,消除了中间包角部流动不活跃的小循环流;且浇注区温度分布更均匀;与无吹氩感应加热中间包相比,吹氩后夹杂物去除率增大了0.4倍,有更好的去夹杂效果。吹气量在10~40 L/min时,靠近通道一侧下方存在流速较小的小循环流;当吹气量增至55 L/min时,浇注区内开始形成稳定的气幕,并在其两侧各形成一个循环流;就本研究而言,55 L/min的吹气量有最佳的控流及去夹杂效果。