板坯連鑄結晶器鋼液流動控制研究.pdf

1、隨著高效連鑄技術的不斷發(fā)展和市場對鋼材質量要求的提高，結晶器冶金也越來越受到人們的關注。作為連鑄生產(chǎn)過程中凈化鋼質的最后一個環(huán)節(jié)，結晶器內鋼水流動狀態(tài)對夾雜物的排除、保護渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀凝固組織等都有較大的影響。優(yōu)化浸入式水口結構對于提高連鑄生產(chǎn)率和板坯質量有著重要意義。合理的結晶器流場可以穩(wěn)定結晶器內鋼液液面，防止“卷渣”現(xiàn)象的發(fā)生，這對提高鋼液純凈度、避免鑄坯表面缺陷以及內部缺陷起著非常重要的作用。
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2、論文以某鋼廠250mm厚連鑄板坯結晶器為研究對象，探究了浸入式水口出口形狀、面積比、水口傾角、浸入深度對結晶器內鋼水流動形態(tài)的影響。并運用數(shù)值模擬的方法對結晶器內鋼液的流場和溫度場做了分析，在此基礎上確定浸入式水口最優(yōu)參數(shù)。
　　在物理模擬實驗中，針對119mm×1000mm斷面結晶器，拉速為0.9m/min，氬氣吹氣量為0.16m3/h和119mm×809mm斷面結晶器，拉速為1.1 m/min，氬氣吹氣量為0.16m3/h為實

3、驗條件，在相似比為1∶2.1結晶器模型上進行水模型實驗研究，通過物理模擬實驗，最終確定使用5＃水口，浸入深度在57mm～67mm（原型為120mm～140mm）為最優(yōu)參數(shù)。原方案中當浸入式水口浸入深度為57mm（原型120mm）時，峰谷差值達0.37cm，1/3波峰谷差值達到0.71cm，彎月面處波動劇烈;使用優(yōu)化水口后，波峰谷值差降至0.30cm，1/3波峰谷差值降低到0.40cm，液面波動得到有效改善，自由液面趨于平穩(wěn)。
　　

4、在數(shù)學模擬中，7＃水口（θ=18°）的沖擊深度值比1＃水口(θ=15°)的沖擊深度值平均要大20mm左右，這與物理模擬得出的結論相符。在250mm×2100mm斷面結晶器內對5＃水口（最優(yōu)方案）進行溫度場分析。從寬面對稱面溫度場可以得到高溫鋼液從浸入式水口進入到結晶器內，水口處鋼液的溫度為1807.37K，到達結晶器窄面壁的溫度為1794K。下回流渦心溫度為1782.11K。當浸入式水口浸入深度的增加，結晶器渦心位置下移。從結晶器窄面溫