高效连铸主要的发展方向,在拉速提高的条件下,必须优化结晶器内流场以适应稳定生产的需要,防止拉漏和铸坯缺陷的产生。本文将PIV(粒子图像测速)技术应用于连铸结晶器内流场研究,介绍了PIV测试流场的基本原理以及相应的硬件系统(激光器、CCD相机等)和软件系统(图像采集系统、图像处理系统),寻求到适宜大板坯连铸模型的示踪粒子,并总结出PIV系统用于大板坯连铸模拟的软件设置参数,对结晶器内流场实现可视化。 针对1650mm×220mm大板坯连铸,设计了PIV物理模拟系统,包括结晶器模型、水循环系统、水口设计、交流片光源系统。在不同的水口出口角度、水口浸入深度、铸造速度,不同水口内径以及凹井状况不同的条件下进行了定量分析。结果表明:(1)在入射流的上部和下部分别存在两个大的漩涡,下部的更大一些,这两个漩涡的状态直接影响连铸坯的质量;(2)出水口角度和浸入深度是影响流场流动模式的重要因素,就所模拟的大板坯而言,水口浸入深度选择在130mm左右的是适宜的,出水口角度越大,流股的冲击深度越深;(3)铸造速度越大,流股对结晶器窄面的冲击点也越高,此外,较高的铸速会引起弯月面的剧烈波动,这将会引起各种缺陷;(4)水口内径和出水口面积大小影响流场速度,凹井状况对流场也存在一定的影响。