連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣流動(dòng)-傳熱行為數(shù)值模擬.pdf

1、連鑄生產(chǎn)中，添加在鋼液表面的保護(hù)渣吸熱熔化并在鋼液表面形成穩(wěn)定的粉渣層、燒結(jié)層與液渣層三層結(jié)構(gòu)。伴隨著結(jié)晶器的周期性振動(dòng)及連鑄坯的不斷下移，液渣流入到結(jié)晶器和鑄坯之間的縫隙內(nèi)部，擔(dān)負(fù)著穩(wěn)定傳熱和降低摩擦等重要的冶金功能。在正常的連鑄工況條件下，鋼液表面液態(tài)渣層的厚度需要控制在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，以平衡上方燒結(jié)層保護(hù)渣的吸熱熔化與液渣向下的流入和持續(xù)消耗。結(jié)晶器彎月面區(qū)域保護(hù)渣的流入行為是影響保護(hù)渣消耗量并決定鑄坯質(zhì)量的重要因素，生產(chǎn)中

2、應(yīng)盡力確保液渣的穩(wěn)定供應(yīng)和流入，促進(jìn)液態(tài)渣膜均勻分布，以均勻化傳熱和降低摩擦。
　　正確認(rèn)識(shí)和調(diào)控保護(hù)渣復(fù)雜的傳熱和流動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于穩(wěn)定和提高連鑄坯表面質(zhì)量具有重要意義。本文基于傳熱學(xué)、黏性流體力學(xué)基本原理，建立了描述保護(hù)渣流動(dòng)/傳熱的數(shù)值計(jì)算模型，對(duì)結(jié)晶器鋼液表面保護(hù)渣的流動(dòng)/傳熱行為、渣道縫隙內(nèi)液渣流動(dòng)速度及保護(hù)渣消耗進(jìn)行了計(jì)算和分析。首先，基于國(guó)內(nèi)某鋼廠弧型板坯連鑄機(jī)的設(shè)備參數(shù)和澆鑄工藝，依據(jù)Navier-Stokes流體動(dòng)量

3、守恒方程及能量方程，建立了描述鋼液表面液態(tài)保護(hù)渣流動(dòng)/傳熱的二維縱截面數(shù)值模型，計(jì)算和分析了保護(hù)渣的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布，探討了渣層厚度、保護(hù)渣黏度及剪切速度等因素對(duì)液渣層流動(dòng)和傳熱狀態(tài)的影響。此外，針對(duì)結(jié)晶器彎月面區(qū)域保護(hù)渣的流動(dòng)和消耗特點(diǎn)，依據(jù)Navier-Stokes動(dòng)量方程以及剪切應(yīng)力SST k-w湍流模型，建立了彎月面區(qū)域保護(hù)渣流動(dòng)二維數(shù)值模型，模型充分考慮了結(jié)晶器振動(dòng)及拉坯速度對(duì)保護(hù)渣流入的影響，采用Bikerman方程確定保護(hù)