連鑄結(jié)晶器中流場優(yōu)化與控制的物理模擬.pdf

1、現(xiàn)代連鑄技術(shù)正朝著高效的方向發(fā)展，而高效的核心是高拉速條件下生產(chǎn)高質(zhì)量鑄坯。隨著鑄坯拉速的提高，水口出流的流量和流速增加，如果控制不當就會造成沖擊深度增加、初生坯殼的沖刷加劇、坯殼厚度不均、表面振痕加深、夾雜物和氣泡難以上浮等一系列鑄坯質(zhì)量問題。為穩(wěn)定高速連鑄的澆鑄過程，冶金工作者利用電磁場的力學(xué)特性，開發(fā)了鑄流約束、電磁攪拌、電磁制動等技術(shù)，通過電磁場的應(yīng)用達到改善鑄坯質(zhì)量的效果。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用物理模擬方法研究了旋流式水

2、口在方坯連鑄結(jié)晶器上的應(yīng)用和板坯連鑄過程中氣液兩相流在電磁制動條件下的變化規(guī)律。 為控制小方坯連鑄過程中水口注流沖擊深度以及液面不活躍，本文提出在水口中段安置電磁攪拌器，使水口旋轉(zhuǎn)出流以降低注流鋼液的沖擊深度并形成上升回流，保證小方坯連鑄過程中液面熔渣和凝固坯殼的厚度，以及合金成分的均勻性。本文通過在連鑄水口的水力學(xué)模型內(nèi)安置旋流葉輪來模擬水口電磁攪拌的作用，使模型實驗中水口出流呈螺旋狀流態(tài)，并在此基礎(chǔ)上，用超聲波多普勒測速儀定

3、量測量結(jié)晶器模型內(nèi)液流的垂直及水平速度，以此檢驗水口電磁攪拌的效果，優(yōu)化工藝參數(shù)。結(jié)果表明：旋流式水口有利于改善結(jié)晶器內(nèi)的流場，可有效降低沖擊深度，增大液流向彎月面區(qū)域的回流，使液面形成水平環(huán)流，進而提高液面的活躍度，并增強鋼液表面熔渣效果。 由于板坯連鑄過程中水口吹氬造成結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動控制成為一個非常復(fù)雜的過程，目前關(guān)于結(jié)晶器內(nèi)氣液兩相流的實驗研究開展的工作很少，尤其是電磁場作用下結(jié)晶器內(nèi)氣液兩相流流場方面的工作更是付之闕如