低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼板坯連鑄結晶器浸入式水口結構優(yōu)化.pdf

1、在連鑄生產(chǎn)過程中，結晶器是鋼水成型的最后一道工序，是連鑄機非常重要的部件。作為連鑄生產(chǎn)過程中凈化鋼質(zhì)的最后一個環(huán)節(jié)，它的運行狀況直接影響到連鑄坯的生產(chǎn)過程以及鑄坯的質(zhì)量。浸入式水口結構對結晶器內(nèi)鋼液流動有很大的影響，其結構設計是優(yōu)化結晶器內(nèi)鋼液流場的關鍵環(huán)節(jié)。合理的結晶器鋼液流場可以促進夾雜物上浮，抑制結晶器液面卷渣，這對提高鋼液純凈度、提高連鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量等有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文以某鋼廠斷面230mm×1930mm和斷面23

2、0mm×1300mm板坯連鑄結晶器為研究對象，通過物理模擬實驗探究了浸入式水口浸入深度、底部結構、側孔面積比對結晶器內(nèi)鋼液流動的影響。并通過數(shù)值模擬對結晶器內(nèi)鋼液的流場和溫度場做了計算分析，來驗證物理模擬實驗，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，在斷面230mm×1930mm結晶器內(nèi)，拉速為1.2m/min，在斷面230mm×1300mm結晶器內(nèi)，拉速為1.35 m/min，吹氬對比實驗的吹氣量為0.1m3/

3、h，以1∶2.3為相似比，在結晶器模型上進行水模實驗研究。通過實驗分析，最終確定10#水口為最優(yōu)水口，浸入深度在57mm～70mm（原型為130mm～160mm）較為合適。原浸入式水口（13#）在斷面230mm×1930mm結晶器中，當水口浸入深度為57mm（原型130mm）時，上液面平均波高為0.159cm，沖擊深度為210mm，且上液面有輕微卷渣現(xiàn)象;使用優(yōu)化水口(10#)后，上液面平均波高值降為0.142cm，沖擊深度也減小到19

4、0mm，上液面趨于平穩(wěn)，無卷渣現(xiàn)象。
　　在數(shù)學模擬中，在斷面230mm×1930mm結晶器內(nèi)，優(yōu)化的10#水口沖擊深度隨水口浸入深度的增大而增大，這與物理模擬得出的結論是相符的。當其浸入深度為130mm時，上液面溫度為1787K比原方案升高了3K，結晶器下回流區(qū)溫度為1793K，降低了3K，有助于凝固坯殼的生長。在斷面230mm×1930mm結晶器內(nèi)，浸入深度130mm時，采用離散相模型對夾雜物的數(shù)值模擬實驗表明，使用優(yōu)化10#