板坯連鑄結(jié)晶器鋼液流動(dòng)行為的物理模擬研究.pdf

1、隨著連鑄技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)連鑄鋼水的潔凈度和鑄坯質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟，是改善鑄坯質(zhì)量，去除鋼中夾雜物的最后環(huán)節(jié)，對(duì)鑄坯質(zhì)量有著重要的影響。結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動(dòng)行為包括液面的波動(dòng)、注流對(duì)窄面的沖擊、渣層覆蓋狀況、表面流速等，極大地影響著鑄坯質(zhì)量和澆鑄過(guò)程的順行。優(yōu)化浸入式水口結(jié)構(gòu)參數(shù)和結(jié)晶器操作參數(shù)是改善結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)方式、優(yōu)化結(jié)晶器流場(chǎng)的有效手段，對(duì)提高連鑄坯質(zhì)量具有重要作用。
　　 本文以重鋼環(huán)保搬遷在建

2、1＃板坯連鑄結(jié)晶器為研究對(duì)象，根據(jù)相似原理，建立1：0.55的物理模型。采用水力學(xué)模擬方法，對(duì)160mm、190mm和230mm厚度結(jié)晶器進(jìn)行物理模擬。通過(guò)測(cè)量和分析液面波動(dòng)、渣層分布、卷渣次數(shù)、沖擊深度、流場(chǎng)顯示等實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，研究拉速、插入深度、塞棒吹氣量、結(jié)晶器斷面寬度以及中間包液位深度對(duì)結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)行為的影響；在此基礎(chǔ)上，對(duì)重鋼新廠的浸入式水口結(jié)構(gòu)參數(shù)和結(jié)晶器操作參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外實(shí)驗(yàn)還制作了相似比為1：0.8的結(jié)晶器模型，研究

3、不同結(jié)晶器相似比對(duì)結(jié)晶器流場(chǎng)的影響。由于重鋼新廠尚未投產(chǎn)，水口進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究。
　　 研究結(jié)果表明：160mm厚度結(jié)晶器選用B2＃(凸底、傾角向下15°、側(cè)孔面積3289mm2)水口。在實(shí)驗(yàn)條件下，采用優(yōu)選的水口時(shí)，結(jié)晶器液面穩(wěn)定，保護(hù)渣覆蓋良好；結(jié)晶器表面流速適當(dāng)，即有利于保護(hù)渣的熔化，又不至于產(chǎn)生卷渣。190mm厚度結(jié)晶器選用3＃水口(凸底、傾角向下15°、側(cè)孔面積3846mm2)和2＃水口(凸底、傾角向下2

4、0°、側(cè)孔面積4334mm2)；其中3＃水口適用于轉(zhuǎn)爐單聯(lián)工藝對(duì)應(yīng)的拉速，2＃水口適用于轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)工藝對(duì)應(yīng)的拉速。230mm厚度結(jié)晶器選用2＃和7＃(凹底、傾角向下15°、側(cè)孔面積3846mm2)水口，其中2＃水口適用于轉(zhuǎn)爐單聯(lián)工藝對(duì)應(yīng)的拉速，7＃水口適用于轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)工藝對(duì)應(yīng)的拉速。
　　 不同相似比物理模型的研究表明：模型與實(shí)物的相似比為0.55，較相似比為0.8結(jié)晶器液面波動(dòng)小，液渣分布均勻。物理模擬實(shí)驗(yàn)中，在研究鋼渣界面行為時(shí)