张 华 ，王家辉，方 庆，倪红卫

（1.武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉 430081；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，湖北 武汉 430081）

自从70 年代引入连铸以来，截至2015 年，世界上超过96%的钢铁产品采用连铸工艺生产［1］。因此，许多创新被引入连铸领域，包括滑动水口、长水口、湍流抑制器、挡墙、坝堰、浸入式水口、电磁搅拌等。中间包是一种间歇式的反应容器，钢水通常从一个入口进入，从另一个或几个出口离开。除了开浇、换包和浇注末期阶段，中间包实际上是在稳态条件下运行的。图1 总结了中间包稳态和非稳态浇注阶段所需重点关注的冶金现象和研究方向［2］。近年来，我国虽在高品质特殊钢冶炼和连铸方面取得很大进步，但是和国际最先进的特殊钢相比，在控制大型夹杂物方面还有一定的差距。例如，我国轴承钢最大夹杂物尺寸有时可以达到国际先进水平的4 倍［3］。已有很多研究结果表明［4-7］，钢液在进入中间包之后，非但不能起到净化钢液的作用，反而会引入一些大型夹杂物，并且这种现象大都发生在非稳态浇注过程。

图1 稳态及非稳态浇注中间包所关注的冶金现象［2］Fig.1 Summary of concerned metallurgical phenomena in transient and steady-state casting of tundish［2］

Mazumdar 和 Chattopadhyay 分 别 于 1999 年、2010年和2018年对近十年国际上针对中间包冶金的研究成果进行总结［2，8-9］。结果表明，在 1985 年到2008 年期间，中间包数值模拟方面的研究主要采用湍流模型，重点通常放在中间包稳态运行期间的流场、停留时间分布（RTD）、非金属夹杂物的去除、热损失等方面。……