連鑄過程中,通常采用浸入式水口吹入氬氣以防止水口堵塞,而氬氣泡進入液態(tài)保護渣會導致其發(fā)生乳化,且液態(tài)保護渣流動和傳熱行為的好壞會直接影響鑄坯質量。為此,本文建立結晶器鋼液-液態(tài)保護渣流動、傳熱耦合數學模型,采用VOF模型、離散相方程研究不同工藝參數下液態(tài)保護渣的流動和傳熱行為,研究結果為優(yōu)化工藝參數提供理論依據。論文主要結論如下:(1)液渣在鋼液作用下形成兩個渦流,且渦流中心位于理想液渣中心面附近,鋼液在鋼渣界面的沖擊點位于距離水口中心500-600mm區(qū)域;(2)吹氬使液態(tài)保護渣整體溫度升高,且分布更均勻,有利于保護渣的熔化,在不吹氬情況下,鋼渣界面處最高溫度為1793.08K,最大速度為0.113m/s,當吹氬量為8L/min時,鋼渣界面處最高溫度為1794.84K,最大速度為0.118m/s,綜合考慮可得,拉速為1.2m/min,水口傾角為15°,浸入深度為160mm,較優(yōu)吹氬量為4L/min;(3)隨著拉坯速度的增大,不吹氬時,結晶器鋼渣界面、理想液渣中心面和液渣近上表面處液態(tài)保護渣整體速度和溫度均增大,而在吹氬條件下,液態(tài)保護渣在水口出口附近的流速減小,溫度降低,而在結晶器窄面區(qū)域的流速增大,溫度升高;(4)隨著水口傾角、浸入深度的增大,不吹氬時,液態(tài)保護渣溫度不斷降低,在鋼渣界面和液渣近上表面的液渣速度減小,但在理想液渣中心面速度有所增大,而在吹氬條件下,液態(tài)保護渣速度和溫度均不斷減小,但分布更均勻;(5)隨著過熱度的增大,不吹氬時,液態(tài)保護渣整體溫度均增大,但速度不斷降低;而吹氬下,液態(tài)保護渣溫度升高,在結晶器窄面附近,液渣速度呈減小趨勢,靠近水口附近,液渣速度不斷增大;(6)吹氬條件下,較大的吹氬量,較小的拉坯速度、水口傾角、水口浸入深度和過熱度均使結晶器寬面到水口的狹小區(qū)域出現結冷鋼現象。
【學位單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

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【參考文獻】

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本文編號：2808967