厚板坯連鑄用結晶器浸入式水口結構優(yōu)化與應用研究.pdf

1、結晶器是去除鋼中夾雜物、保證鋼水質量的最后環(huán)節(jié)，是連鑄機的“心臟”，而浸入式水口對結晶器流場和初期凝固的冶金作用也愈加重要。優(yōu)化與研究水口結構參數以及選擇合適的工藝參數范圍，對于改善鑄坯質量具有重要意義。
　　本文以國內某鋼廠板坯連鑄機結晶器為研究對象，通過建立1:2結晶器物理模型，研究了四個斷面下5種水口結構參數和3個連鑄工藝參數（通鋼量、插入深度以及吹氣量）對結晶器內的鋼液流動行為（液面波動、流場及沖擊點深度）、液渣層分布狀況

2、以及氣泡分布情況等的影響規(guī)律，同時應用FLUENT商業(yè)軟件數值模擬實驗各工況下流動和傳熱行為，研究各斷面下水口結構參數、插入深度等對溫度場及速度場的影響規(guī)律，結合物理模擬與數學模擬實驗結果，并通過現場試驗驗證，提出最佳水口結構尺寸及合適的工藝參數，得到以下結論：
　　（1）在斷面寬為1800mm條件下，N1~N5各水口液面波動情況不盡相同，隨著通鋼量的增加，液面波動呈增加趨勢，各水口對通鋼量變化的敏感程度從大到小分別為N5、N1、

3、N3、N2、N4；隨著插入深度的增加，液面整體波動量呈減小趨勢，各水口下插入深度變化對液面波高的影響程度從大到小分別為N2、N3、N1、N5、N4。
　?。?）直管式與透氣塞式通氣方式對液面波高幾乎沒有影響；流股沖擊深度隨著插入深度的增加呈現增加趨勢，沖擊深度由大到小的各水口順序為N2、N3、N5、N1、N4，沖擊深度受水口結構的綜合影響；水口N1在各個斷面下渣層活躍程度均較合適，而水口N4在大斷面時，N5在小斷面時液渣層活躍程度

4、才合適，水口N2下渣層不夠活躍。
　?。?）斷面寬在1550~1800 mm控制流場的最佳工藝參數如下，水口結構取N4，插入深度范圍為110~150mm，吹氣量可取7~9L/min；而斷面寬在1050~1250 mm的最佳工藝參數為，水口結構可選擇N1、N5，插入深度范圍為130~170mm，吹氣量可取5~7L/min。
　　（4）寬斷面為1050mm，使用N1水口工況下，鋼水彎月面溫度在1810K左右，分布均勻，N2~N5