低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼板坯連鑄結(jié)晶器浸入式水口結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、在連鑄生產(chǎn)過程中，結(jié)晶器是鋼水成型的最后一道工序，是連鑄機(jī)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(gè)環(huán)節(jié)，它的運(yùn)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(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)有很大的影響，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是優(yōu)化結(jié)晶器內(nèi)鋼液流場(chǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。合理的結(jié)晶器鋼液流場(chǎng)可以促進(jìn)夾雜物上浮，抑制結(jié)晶器液面卷渣，這對(duì)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(shí)意義。
　　本文以某鋼廠斷面230mm×1930mm和斷面23

2、0mm×1300mm板坯連鑄結(jié)晶器為研究對(duì)象，通過物理模擬實(shí)驗(yàn)探究了浸入式水口浸入深度、底部結(jié)構(gòu)、側(cè)孔面積比對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)的影響。并通過數(shù)值模擬對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)做了計(jì)算分析，來驗(yàn)證物理模擬實(shí)驗(yàn)，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，在斷面230mm×1930mm結(jié)晶器內(nèi)，拉速為1.2m/min，在斷面230mm×1300mm結(jié)晶器內(nèi)，拉速為1.35 m/min，吹氬對(duì)比實(shí)驗(yàn)的吹氣量為0.1m3/

3、h，以1∶2.3為相似比，在結(jié)晶器模型上進(jìn)行水模實(shí)驗(yàn)研究。通過實(shí)驗(yàn)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(jié)晶器中，當(dāng)水口浸入深度為57mm（原型130mm）時(shí)，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(xué)模擬中，在斷面230mm×1930mm結(jié)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(jié)論是相符的。當(dāng)其浸入深度為130mm時(shí)，上液面溫度為1787K比原方案升高了3K，結(jié)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(zhǎng)。在斷面230mm×1930mm結(jié)晶器內(nèi)，浸入深度130mm時(shí)，采用離散相模型對(duì)夾雜物的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)表明，使用優(yōu)化10#