板坯连铸结晶器内流场与液面波动的模拟研究

• 作者: 姚旺龙 马国军 刘孟珂 陈子宏
• 来源期刊: 武汉科技大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 板坯连铸 结晶器 吹氩流量 流场 液面波动 水模型 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 页码范围: 161-169
• 页数: 9页
• 分类号: TF777.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-3644.2022.03.001

摘要

通过建立结晶器原型数学模型和相似比为1:1.5的结晶器水模型并结合PIV测速技术,研究了吹氩流量、拉坯速度、水口倾角和水口浸入深度对连铸结晶器内钢液流动和钢-渣界面波动情况的影响.结果表明,不同条件下,通过数值模拟方法得到的钢液流动行为与水模型实验结果相符;适当增大吹氩流量有利于降低窄面液面波高,但吹氩流量过大会加剧水口附近湍流流动;随着拉坯速度的增加,渣层波动幅度增大,液面卷渣的可能性增加;结晶器液面波高则随着水口倾角和水口浸入深度增加而明显降低,渣层稳定性得到改善.当吹氩流量为8 L/min、拉坯速度为1.0 m/min、水口倾角为25°、水口浸入深度为150 mm时,板坯结晶器内可获得较为稳定的流场,结晶器液面波动控制在5～6 mm,可减少甚至避免结晶器内剪切卷渣现象的发生.