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利用 EXCEL 对浸入式水口均匀侵蚀的数学模拟 张瑞忠 刘耀辉 张志克 刘建树 王 鹏 （河北钢铁集团邯钢公司连铸连轧厂，邯郸 056015 ） 摘 要 本文介绍了一种利用常用办公软件 EXCEL 对中间包浸入式水口的侵蚀量进行数学模拟的方法，通过模拟 计算，充分利用水口 Zr 质区，进一步提高了 CSP 薄板坯连铸机的连浇时间。 关键词 数学模拟 EXCEL 侵蚀 连浇时间 Numeric Simulation on Homogenous Erosion of Submerged Entry Nozzle with EXCEL Zhang Ruizhong Liu Yaohui Zhang Zhike Liu Jianshu Wang Peng （CSP Plant of Hansteel of Hebei Iron Steel Group，Handan, 056015 ） Abstract This article introduces a mathematic simulation for erosion of Submerged Entry Nozzle of tundish base on common office software-EXCEL. After simulation, Zr zone of SEN has been made fully used, and casting time has been increased consequently. Key words mathematic simulation, EXCEL, erosion, sequence casting time 1 引言 在制约连铸机连浇时间的众多因素中，浸入式水口无疑是一个关键点，容易成为整个系统的“瓶颈”， 在传统铸机中为了达到更长的连浇时间，往往采用快换机构在一个浇次内更换浸入式水口来达到延长浇注时 间的目的。CSP 连铸机采用漏斗形结晶器和扁平浸入式水口来满足大通钢量的要求，铸坯拉速高、凝固速度 快，快速更换浸入式水口的技术在薄板坯连铸机目前尚无法实现，一支浸入式水口必须满足整个浇次需要， 由于水口锆质区的侵蚀主要发生在钢-渣界面，为了尽可能低延长浇注时间，一是通过改进锆质区材质，使 之更耐侵蚀，另一手段就是通过定期更换“渣线”位置来达到延长时间的目的。目前通过水口材质的不断改 进，包括渣线材料采用高抗侵蚀性的 ZrO2 - C 材质，在制作工艺上，浸入式水口的横向和纵向采用了功能梯 度复合的设计思想，设计了 ZrO - C 质和 Al O - C 质双层复合渣线，浸入式水口渣线的抗侵蚀、抗氧化及 2 2 3 热震稳定性都达到了相当的高度，进一步提升的空间非常有限。因此，如何利用有限的水口锆质区长度尽可 能地延长浇注时间就成为了我们重点研究的一项课题。 2 浸入式水口渣线变换的限制条件和影响因素 邯钢薄板坯连铸机在设计之初仅考虑到了最高 8 炉的连浇时间，受中间包车的设计升降能力、浸入式水 口的插入深度范围限制等因素，水口锆质区无法继续延长。另外，水口与钢-渣界面的相对位置还受结晶器 液面的定期“波动”影响，这是因为考虑到铜板在弯月面处受到的热负荷相当大，为避免产生热疲劳裂纹， 结晶器液面的设定点也需要周期地波动，以尽可能地延长铜板的使用寿命。从上述分析可以看出，实际上水 8-634 第八届（2011 ）中国钢铁年会论文集 口渣线和钢渣界面的接触位置变化是非常复杂的。改进前的渣线变换模式是由西马克公司根据其他生产线上 的实践经验做出的，即每 60 分钟中间包车降低 10mm，同时结晶器液面设定值也以 120 分钟为周期进行变 化，根据中间包车的升降能力可以算出在其极限浇注时间为 610 分钟。换句话说，以生产最多的 1265mm 断 面为例，最多只能浇注 16~17 炉。 3 变换渣线数学模拟思路及解决方案 为进一步提高连浇时间，我们探索了影响水口渣线侵蚀的因素，通过理论和实践相结合，提出了采用数