沙鋼寬板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)行為模擬研究.pdf

1、隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，高效連鑄已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其核心是在高連澆率、高拉速條件下，生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄坯。而實(shí)現(xiàn)高效連鑄的關(guān)鍵是結(jié)晶器內(nèi)形成合理的鋼液流動(dòng)行為。本文以沙鋼新3＃寬板坯弧形連鑄機(jī)結(jié)晶器為研究背景，采用數(shù)值模擬和物理模擬相結(jié)合的方法，分別對(duì)220mm，250mm，320mm三個(gè)厚度結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)理模擬研究，以此得出了適應(yīng)其拉速及斷面要求的對(duì)應(yīng)水口及相應(yīng)工藝參數(shù)。
　　研究首先針對(duì)沙鋼3＃連鑄機(jī)的鑄機(jī)參數(shù)

2、和結(jié)晶器特點(diǎn)，初步設(shè)計(jì)了9個(gè)不同的水口。其后，根據(jù)相似原理，建立了結(jié)晶器水力學(xué)物理模型，以液渣層分布、卷渣情況、液面波動(dòng)、窄邊氣泡數(shù)量和結(jié)晶器流場(chǎng)為考察指標(biāo)，分析了最大拉速條件下，9個(gè)水口在不同厚度結(jié)晶器中的應(yīng)用情況。針對(duì)每個(gè)結(jié)晶器，初步選擇出2個(gè)最優(yōu)水口作為進(jìn)一步優(yōu)化的對(duì)象。最后，采用物理模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，考察各厚度結(jié)晶器的初選水口在正常拉速條件下的應(yīng)用情況，設(shè)計(jì)出各厚度結(jié)晶器的最優(yōu)水口。
　　研究結(jié)果表明：220mm

3、厚度的結(jié)晶器在小斷面時(shí)應(yīng)優(yōu)先使用5＃水口，大斷面時(shí)使用8＃水口；250mm厚度的結(jié)晶器優(yōu)先使用8＃水口，6＃水口作為備用水口；對(duì)于320mm厚度的結(jié)晶器，在拉速小于、等于0.7m/min時(shí)，優(yōu)先采用6＃水口，9＃水口作為備用水口，拉速大于0.7m/min時(shí)，9＃水口作為優(yōu)選水口。
　　實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，沙鋼220mm厚度結(jié)晶器小斷面使用了5＃水口，大斷面使用了6＃水口，320mm厚度結(jié)晶器采用了6＃水口。生產(chǎn)過(guò)程中上述水口能夠保證澆

4、鑄工藝的順行，沒(méi)有出現(xiàn)漏鋼報(bào)警情況；液渣分布均勻，液面波動(dòng)合理，沒(méi)有出現(xiàn)卷渣等缺陷，鑄坯的裂紋率在沙鋼的質(zhì)量控制范圍內(nèi)。
　　氬氣泡運(yùn)動(dòng)行為的研究表明：隨著拉速的增大，氣泡尺寸逐漸減小，氣泡的分布從水口附近向結(jié)晶器窄邊方向擴(kuò)散；吹氬量的提高會(huì)增大氣泡的尺寸，但由于氣流壓力的增大，氣泡的分布同樣會(huì)向結(jié)晶器窄邊擴(kuò)散。向結(jié)晶器中吹入氬氣后，對(duì)鋼液的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)有較大的影響。隨著吹氬量的增大，流股的沖擊深度逐漸減小，窩心高度有所上升；結(jié)晶