吹氬板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼-渣界面行業(yè)的物理模擬.pdf

1、結(jié)晶器作為連鑄過程控制鋼中夾雜物的最后環(huán)節(jié)，對(duì)于連鑄坯質(zhì)量具有重要影響。因此，深入研究結(jié)晶器水口吹氬時(shí)氣泡對(duì)鋼渣界面波動(dòng)及卷渣行為的影響規(guī)律，對(duì)于連鑄生產(chǎn)的順行和鋼產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的理論和實(shí)際指導(dǎo)意義。
　　 本文結(jié)合某鋼廠板坯連鑄機(jī)的生產(chǎn)實(shí)際，基于相似原理，建立1:2.5水力學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)采用DJ800型水工測量儀對(duì)吹氬結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)進(jìn)行測定，通過攝像和拍照記錄整個(gè)界面的運(yùn)動(dòng)以及渣滴卷混的過程，考察了操作參數(shù)對(duì)結(jié)晶器傳輸過程的

2、影響規(guī)律，主要結(jié)論如下：
　　 (1)采用下傾15°水口，浸入深度140mm，吹氬量4L/min時(shí)，對(duì)于2200mm×280mm(斷面Ⅰ)的結(jié)晶器，隨著拉速由0.85m/min增加到1.15m/min，液面波動(dòng)先增加后減小，在1.05m/min的拉速時(shí)達(dá)到最大(3.3mm)；而對(duì)于1500mm×280mm(斷面Ⅱ)的結(jié)晶器，隨著拉速由1.0m/min增加到1.3m/min，液面波動(dòng)先減小后增大，在拉速為1.1m/min時(shí)液面波動(dòng)

3、最小(1.8mm)。
　　 (2)對(duì)于斷面Ⅰ的結(jié)晶器，在拉速為0.85m/min，浸入深度140mm，吹氬量4L/min時(shí)，隨著浸入式水口傾角(10°～17.5°)的增大，液面波動(dòng)先減小后增大，采用下傾12.5°水口時(shí)液面波動(dòng)最小，為1.43mm;而對(duì)于斷面Ⅱ的結(jié)晶器，在拉速為1.0m/min時(shí)，隨著浸入式水口傾角增大，液面波動(dòng)先增大后減小，采用15°水口時(shí)液面波動(dòng)最大，為2.06mm。
　　 (3)采用下傾15°水口，

4、吹氬量4L/min，對(duì)于斷面Ⅰ的結(jié)晶器，在拉速為0.85m/min時(shí)，隨著浸入深度(110mm～170mm)增加，液面波動(dòng)先減小后增大，浸入深度為140mm時(shí)液面波動(dòng)達(dá)到最小值1.59mm;對(duì)于斷面Ⅱ的結(jié)晶器，在拉速為1.0m/min時(shí)，隨著浸入深度的增加，液面波動(dòng)先增大后減小，浸入深度為140mm時(shí)液面波動(dòng)達(dá)到最大值2.06mm。在本實(shí)驗(yàn)中，綜合考慮浸入深度對(duì)液面波動(dòng)和卷渣的影響，最佳浸入深度為140mm～170mm。
　　

5、(4)吹氣量對(duì)液面的平均波高影響不大，但吹氣量的變化使液面局部區(qū)域的波動(dòng)發(fā)生較大變化，從而對(duì)卷渣產(chǎn)生一定的影響。在本實(shí)驗(yàn)條件下，為了避免卷渣的發(fā)生，合理的吹氣量為(2～4)L/min。
　　 (5)對(duì)于斷面Ⅰ的結(jié)晶器，上回流區(qū)的表面回流對(duì)液面的擾動(dòng)是造成液面波動(dòng)的主要因素；對(duì)于斷面Ⅱ的結(jié)晶器，大量上升氣泡在液面破裂時(shí)對(duì)液面擾動(dòng)是液面波動(dòng)的主要原因。
　　 (6)在吹氬條件下，對(duì)于鑄坯寬度為1500mm、1800mm、20

6、00mm及2200mm的結(jié)晶器，在浸入深度為110mm～170mm時(shí)，無剪切卷渣和旋渦卷渣發(fā)生。只有在鋼流量超過51.744m3/h時(shí)，才會(huì)發(fā)生剪切卷渣。
　　 (7)在吹氬條件下，發(fā)生卷渣的方式受吹氣量的影響較小，而與拉速（鋼流量）聯(lián)系緊密。在鋼流量小于33.6m3/h時(shí)，氣泡群沖擊渣層易發(fā)生渣滴的卷入；鋼流量大于30.24m3/h時(shí)，容易發(fā)生類旋渦卷渣；鋼流量介于30.24 m3/h和33.6m3/h之間時(shí)兩種卷渣方式都有可