170mm厚板坯連鑄結晶器流場優(yōu)化.pdf

1、結晶器是連鑄生產過程中凈化鋼質的最后一個環(huán)節(jié)，其鋼水流動狀態(tài)對夾雜物的排除、保護渣的卷入、凝固坯殼的形成以及鑄坯微觀凝固組織等都有較大的影響。水口結構對于提高鑄坯質量和高效生產具有重要意義。合理的結晶器流場可以穩(wěn)定結晶器鋼水液面，防止“卷渣”現(xiàn)象的發(fā)生，這對降低鑄坯夾雜、鑄坯表面裂紋以及減少漏鋼起著非常重要的作用。
　　本課題以170mm厚連鑄板坯結晶器為研究對象，研究了浸入式水口側孔傾角、浸入深度、吹氬以及水口底部開孔對結晶器內

2、鋼水流動形態(tài)的影響，并用數(shù)值模擬對結晶器內流場和溫度場進行分析，在此基礎上確定優(yōu)化的工藝參數(shù)。
　　針對170mm×1700mm斷面板坯結晶器，在拉速分別為1.5m/min吹氣量為0.16m3/h的條件下對水口結構和操作參數(shù)進行優(yōu)化，通過模擬實驗最終確定使用7＃水口較為合理，浸入深度在120mm～140mm為宜。當浸入式水口吹氣量為0.03m3/h時，原方案窄面處波高在浸入深度為57mm（實際120mm）時較高，均值為0.4cm，

3、液面起伏也較大，峰谷差值差達0.45cm，寬面1/4處液面波動劇烈，液面峰谷值差達到0.6cm;使用優(yōu)化水口后，結晶器窄面處波高降至0.2cm，液面波動也較為平穩(wěn)，波峰谷值差降至0.24cm，寬面1/4處液面波動得到有效改善，波峰谷值差降至0.2cm以下，液面較為穩(wěn)定。
　　數(shù)學模擬表明，使用7＃浸入式水口，結晶器上部溫度比原方案上升1K～2K。通過模擬發(fā)現(xiàn)，結晶器浸入式水口吹氬改變了結晶器內鋼液的流場，進而改變了溫度分布。7＃浸