采用Fluent數(shù)值模擬軟件計(jì)算了穩(wěn)態(tài)三維板坯結(jié)晶器流場(chǎng)。模擬得到流股到達(dá)窄面后沿上下分流形成兩個(gè)回流區(qū)。分析了上液面流速、鋼液沖擊點(diǎn)、上下渦心位置對(duì)流場(chǎng)的影響。模擬計(jì)算了不同拉速、鑄坯寬度、水口浸入深度、水口測(cè)孔傾角下結(jié)晶器流場(chǎng)分布,定量分析了流場(chǎng)參數(shù)并對(duì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。得出當(dāng)拉速為1.4 m/min、鑄坯寬度為1.2 m、水口浸入深度為180 mm、水口的側(cè)孔傾角為15°時(shí)結(jié)晶器流場(chǎng)最為合理,鑄坯質(zhì)量能夠得到保證。

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【部分圖文】：

圖1結(jié)晶器幾何模型及網(wǎng)格劃分

以某鋼鐵廠結(jié)晶器為模型，浸入式水口深度為180mm，水口內(nèi)/外徑為50/64mm，水口傾角15°，水口側(cè)孔直徑50mm。大多連鑄工藝得到的板坯近似為對(duì)稱矩形，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，只研究計(jì)算結(jié)晶器的1/4區(qū)域。以結(jié)晶器自由液面的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，取板坯的寬面方向?yàn)閄軸，窄面方向?yàn)閅軸，....

圖2結(jié)晶器邊界條件設(shè)置

結(jié)晶器液面、中心對(duì)稱面、結(jié)晶器底面出口上的所有變量的法向方向梯度和速度分量為零。結(jié)晶器與水口的壁面設(shè)為無滑移邊界條件。靠近結(jié)晶器壁上的點(diǎn)的分量由標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)確定。邊界條件設(shè)定如圖2所示。使用SIMPLE算法，保持各松弛因子不變，壓力求解格式為Standard，動(dòng)量方程、湍動(dòng)能方程....

圖3完整上液面速度分布

圖3為結(jié)晶器完整上自由液面鋼液的流場(chǎng)分布云。通過圖3可以得到結(jié)晶器上液面的最高流速Vtop=0.49m/s。上液面流速太小會(huì)使鋼液更新更慢，不利于保護(hù)渣的熔化，潤(rùn)滑效果降低，氣隙也不能被充分填充，導(dǎo)致熱阻大冷卻效率低。而過大的流速會(huì)使鋼液表面產(chǎn)生較大波動(dòng)，容易引起鋼液卷渣和裸露....

圖4結(jié)晶器1/2寬面速度矢量

圖4為結(jié)晶器1/2寬面速度矢量。從圖4可以看出鋼液從浸入式水口噴射而出，在結(jié)晶器內(nèi)沖擊到窄面后由于慣性作用使得結(jié)晶器內(nèi)部出現(xiàn)上下兩個(gè)漩渦。側(cè)孔流出鋼液對(duì)窄面的沖擊點(diǎn)到自由液面的距離為沖擊深度，h1=412mm。沖擊深度小有利于鋼液中的氣泡和夾雜物的上浮去除，也有利于加入的保護(hù)渣....

本文編號(hào)：3943810