浇注钢包环出钢口多孔透气塞吹氩去夹杂行为数值模拟

针对浇注钢包环出钢口多孔透气塞吹氩去夹杂工艺,以国内某钢厂130 t钢包为研究对象,建立VOF-DPM耦合数学模型,考察了浇注吹氩条件下钢液流场的发展过程以及余钢高度、吹氩流量、透气塞堵塞个数对钢包浇注过程夹杂物去除的影响规律。结果表明,浇注初期,随吹氩时间增加,气液两相区逐渐增大,钢包水口上方的2个循环流逐渐变大,当吹氩时间为12 s时,钢包内形成稳定的气液两相流;随余钢高度的降低,夹杂物的去除率逐渐增加,但当余钢高度从500 mm降至250 mm范围内时,夹杂物去除率增幅变缓;随吹氩流量的增加,夹杂物去除率存在2个局部最优点(30 L/min和60 L/min),在这2个局部最优吹氩流量前后,夹杂物的去除率均呈先增大后减小的趋势;与未堵塞相比,堵塞1个透气塞时,夹杂物的去除率相差不大,而堵塞2、3个透气塞时,夹杂物去除率下降明显。研究结果可为该工艺实际应用提供理论指导。