电渣重熔过程夹杂物运动行为的数值模拟

汪瑞婷^1,2，李光强^1,2，王强^1,2，刘昱^1,2，李宝宽³

1. 武汉科技大学耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室2. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室3. 东北大学冶金学院

摘 要：采用欧拉-拉格朗日法,建立三维瞬态数学模型研究电渣重熔过程中非金属夹杂物的运动行为,并考虑重力、浮力、阻力、升力、附加质量力以及独特的电磁压力对夹杂物运动轨迹方程的影响。电磁压力是由于非金属夹杂物与钢液之间巨大的电导率差而产生的,该力可使非金属夹杂物向壁面定向运动,从而促进夹杂物去除。考察了5种粒径的夹杂物在电流强度为1 200、1 500和1 800A时的运动行为和去除率,并进行了实验验证。结果表明,超过90%的夹杂物在渣池与空气接触面和渣池与结晶器侧壁接触面上被捕获,剩余夹杂物仍随熔渣运动,不到4%的夹杂物会穿过渣金界面进入钢锭中。直径大的夹杂物去除率大于直径小的夹杂物。随着电流强度的增加,不同粒径夹杂物的去除率均有所增加。

关键词：电渣重熔;数值模拟;夹杂物;电流强度;粒径;