板坯連鑄結(jié)晶器鋼液流動(dòng)控制研究.pdf

1、隨著高效連鑄技術(shù)的不斷發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的提高，結(jié)晶器冶金也越來越受到人們的關(guān)注。作為連鑄生產(chǎn)過程中凈化鋼質(zhì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)狀態(tài)對(duì)夾雜物的排除、保護(hù)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(jié)構(gòu)對(duì)于提高連鑄生產(chǎn)率和板坯質(zhì)量有著重要意義。合理的結(jié)晶器流場(chǎng)可以穩(wěn)定結(jié)晶器內(nèi)鋼液液面，防止“卷渣”現(xiàn)象的發(fā)生，這對(duì)提高鋼液純凈度、避免鑄坯表面缺陷以及內(nèi)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(jié)晶器為研究對(duì)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(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)形態(tài)的影響。并運(yùn)用數(shù)值模擬的方法對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)做了分析，在此基礎(chǔ)上確定浸入式水口最優(yōu)參數(shù)。
　　在物理模擬實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)119mm×1000mm斷面結(jié)晶器，拉速為0.9m/min，氬氣吹氣量為0.16m3/h和119mm×809mm斷面結(jié)晶器，拉速為1.1 m/min，氬氣吹氣量為0.16m3/h為實(shí)

3、驗(yàn)條件，在相似比為1∶2.1結(jié)晶器模型上進(jìn)行水模型實(shí)驗(yàn)研究，通過物理模擬實(shí)驗(yàn)，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(dāng)浸入式水口浸入深度為57mm（原型120mm）時(shí)，峰谷差值達(dá)0.37cm，1/3波峰谷差值達(dá)到0.71cm，彎月面處波動(dòng)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(dòng)得到有效改善，自由液面趨于平穩(wěn)。
　　

4、在數(shù)學(xué)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(jié)論相符。在250mm×2100mm斷面結(jié)晶器內(nèi)對(duì)5＃水口（最優(yōu)方案）進(jìn)行溫度場(chǎng)分析。從寬面對(duì)稱面溫度場(chǎng)可以得到高溫鋼液從浸入式水口進(jìn)入到結(jié)晶器內(nèi)，水口處鋼液的溫度為1807.37K，到達(dá)結(jié)晶器窄面壁的溫度為1794K。下回流渦心溫度為1782.11K。當(dāng)浸入式水口浸入深度的增加，結(jié)晶器渦心位置下移。從結(jié)晶器窄面溫