矩形坯结晶器凝固熔化模型建立与优化

发布时间：2024-03-05 19:33

　　生产出合格的连铸坯是炼钢生产的主要任务之一。而结晶器作为连铸生产的中心设备，对铸坯的质量会有很大影响。合理的结晶器流场可以促进夹杂物的上浮，在保证保护渣熔化的基础上减少卷渣危害，并且使出结晶器的凝固铸坯有足够的坯壳厚度有效的预防漏钢。 结晶器内流场形态主要受到浸入式水口参数和连铸工艺参数的影响，浸入式水口的参数主要包括出口面积比、浸入式水口底部形状，而工艺参数包括有拉速和浸入深度等。由于结晶器内流场的直接观测比较难以实现，所以目前对结晶器内流场分析的主要方法有数值模拟与物理模拟，数值模拟是使用CFD软件fluent进行模拟；物理模拟主要是通过建立结晶器的水模型，利用相似原理用水作为介质来模拟钢液，用混合油脂来模拟保护渣。通过相应设备仪器测量结晶器液面流速，波高等数据，并且使用示踪剂记录钢液流动状态。 国内某公司生产的连铸铸坯断面为330mm×150mm、350mm×150mm、380mm×150mm、420mm×150mm、440mm×150mm，生产中使用倾角为15°，出口面积比为2.63的浸入式水口进行生产。在实际应用中发生卷渣等一系列的质量异议。为解决这一问题对生产中的所使用的各...

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图1结晶器内不同时间流动模式示意图

图1结晶器内不同时间流动模式示意图Fig.1Schematicmapofflowpatterninsidethemoldatdifferenttime特点形坯、板坯主要是通过宽厚比来进行区分的，宽厚比为1的

图2自由液面的温度云图

对液面的扰动也较大。同时从图4表面流速云图方面来看，结晶器的自由液面流速偏大，易造成卷渣。同时由于采用了较大的浸入深度从一方面上缓解了拉速提高对表面最大流速的影响，但是也同时造成了流场高温区的下移不利于结晶器下端的坯壳生长，使得出结晶器时的坯壳厚底不足。

图3自由液面的湍动能分布

对液面的扰动也较大。同时从图4表面流速云图方面来看，结晶器的自由液面流速偏大，易造成卷渣。同时由于采用了较大的浸入深度从一方面上缓解了拉速提高对表面最大流速的影响，但是也同时造成了流场高温区的下移不利于结晶器下端的坯壳生长，使得出结晶器时的坯壳厚底不足。

图4自由液面的速度分布云图

图4自由液面的速度分布云图图5Z=0截面的温度分布图Fig.4VelocitycontoursoffreesurfaceFig.5TemperatureContoursofZ=0section从表3中表面流速和湍动能的数值方面来看，结晶器的自由液面....

本文编号：3919936