吹氬結(jié)晶器內(nèi)液態(tài)保護(hù)渣流動(dòng)行為的數(shù)學(xué)物理模擬研究.pdf

1、為防止浸入式水口堵塞，連鑄生產(chǎn)中常采用水口吹氬技術(shù)，同時(shí)進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)的氬氣泡還有利于促進(jìn)鋼液中夾雜物的上浮。氬氣泡由鋼液進(jìn)入液渣后，其對(duì)液態(tài)保護(hù)渣的流動(dòng)行為帶來較大影響，進(jìn)而會(huì)影響到保護(hù)渣的熔化和傳熱行為。因此，研究吹氬結(jié)晶器內(nèi)液態(tài)保護(hù)渣的流動(dòng)行為及其影響因素，對(duì)于優(yōu)化工藝參數(shù)、提高鑄坯質(zhì)量有重要意義。
　　本文建立了原型與模型相似比為1∶0.6的結(jié)晶器水模型，利用高速相機(jī)研究了在拉速、水口浸入深度、側(cè)孔傾角、吹氬量等不同工藝參數(shù)

2、下氬氣泡對(duì)液態(tài)保護(hù)渣流動(dòng)的影響。結(jié)合VOF模型和離散相模型，建立了耦合鋼液與液態(tài)保護(hù)渣流動(dòng)的吹氬結(jié)晶器三維數(shù)學(xué)模型，研究了不同工藝條件下氬氣泡進(jìn)入保護(hù)渣前后的流動(dòng)行為。論文主要結(jié)論如下:
　　(1)在鋼液作用下，結(jié)晶器內(nèi)液態(tài)保護(hù)渣內(nèi)有一縱向方向的大環(huán)流，隨著液渣層橫截面上移，在近結(jié)晶器寬面液渣速度變大，波動(dòng)區(qū)域也增大。
　　(2)隨著拉速的增大，不吹氬時(shí)，液渣層中心區(qū)域流速增大，液渣波動(dòng)加劇，在水口附近形成的小型渦流也相應(yīng)變

3、大;吹氬時(shí)，水口附近的液渣流動(dòng)速度逐漸減小，結(jié)晶器窄面區(qū)域液渣流速逐漸增大。
　　(3)隨著浸入深度、側(cè)孔傾角的增加，不論吹氬或不吹氬，液渣在結(jié)晶器內(nèi)的流速均減小，其中傾角對(duì)液渣流速減小的影響程度相對(duì)較大。
　　(4)隨著保護(hù)渣粘度的增加，不吹氬時(shí)，液渣層在鋼渣界面、理想上表面等截面的流速分布整體減小，理想中心面環(huán)流區(qū)域的速度增大;吹氬時(shí)，水口附近液渣波動(dòng)增強(qiáng)，結(jié)晶器窄面區(qū)域波動(dòng)減弱。
　　(5)其他條件不變，隨吹氬量