【摘 要】
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结晶器被称为连铸机的“心脏”,据统计80%铸坯缺陷来自于结晶器。铸坯品质跟结晶器内钢液的流动状态密不可分,随着钢铁产品供应量的日益增加和连铸技术的日益发达,人们对钢铁品质的要求也愈来愈高,这就需要在连铸过程中尽量避免夹杂物进入钢液,确保钢液纯净度达到最佳。本文以断面2040mm×200mm的宽板坯连铸结晶器为原型,根据相似原理,建立模型和原型比例为1:4的水模型。经过大量的水模型实验和分析发现,其
【基金项目】
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国家自然科学基金（51804171;51774190）； 内蒙古自然科学基金项目（2018LH05030）；
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结晶器被称为连铸机的“心脏”,据统计80%铸坯缺陷来自于结晶器。铸坯品质跟结晶器内钢液的流动状态密不可分,随着钢铁产品供应量的日益增加和连铸技术的日益发达,人们对钢铁品质的要求也愈来愈高,这就需要在连铸过程中尽量避免夹杂物进入钢液,确保钢液纯净度达到最佳。本文以断面2040mm×200mm的宽板坯连铸结晶器为原型,根据相似原理,建立模型和原型比例为1:4的水模型。经过大量的水模型实验和分析发现,其他条件不变,改变水口浸入深度,卷渣的临界拉速随浸入深度的增加而增大。在相同条件下,梯形水口卷渣的临界拉速最大。水口浸入深度在40mm～50mm时,每增加5mm,椭圆形水口的临界拉速增加0.05m/min左右,圆形水口临界拉速增加0.04m/min左右。当椭圆形水口角度由0°变为-15°时,卷渣的临界拉速增大。硅油运动粘度为50×10-6m~2·s-1、100×10-6m~2·s-1时,浸入深度分别大于40mm、35mm时不再发生卷渣现象。采用Gambit、ICEM CFD、Fluent和Tecplot软件对使用梯形、椭圆形、圆形3种水口结晶器内流场进行模拟计算,分析了结晶器内上回流涡心位置及自由液面中心线速度。结晶器内钢液的基本流动特征为双环流,保持拉速不变,增加水口的浸入深度,上回流区涡心位置下移,自由液面流速降低。保持浸入深度不变,提高拉速,上回流区涡心位置略有下移,自由液面流速增大。浸入深度30mm～50mm,拉速0.3m/min～0.5m/min,使用梯形、椭圆形、圆形水口,自由液面速度最大处,都在结晶器宽度1/4处。
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