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随着薄板坯连铸生产拉速的提高,浸入式水口通钢量增加,钢液面扰动增大容易引起卷渣导致铸坯夹杂问题,同时保护渣液渣层分布不均,影响保护渣的润滑作用,使铸坯容易出现裂纹缺陷,这些都与结晶器内流场直接相关。因此,高拉速状态下连铸结晶器内流场特征及其影响规律就成为急需研究的题。本文以FTSC薄板坯连铸结晶器内瞬时流动现象为研究对象,采用数值模拟的LES+VOF模型方法,针对两种浸入式水口结构、浸深、拉速、结晶器断面宽度及新型结晶器电磁制动(EMBr)等参数条件对结晶器内流场和温度场的影响规律进行模拟仿真分析研究。本文研究分两个主要部分:一是采用由实际凝固坯壳厚度测量值和结晶器液面波动数据验证的LES+VOF三相流模型仿真分析研究无EMBr下FTSC结晶器内流场、温度场分布随拉速、断面宽度、水口浸深、水口结构的变化情况;二是采用新型EMBr磁场实际测量值验证由ANSYS计算得到的磁场分布数据,并应用Fluent电磁流体动力学模型和LES+VOF三相流模型仿真分析研究两种浸入式水口在相同铸坯断面、水口浸深及拉速条件下,不同EMBr电流参数时FTSC结晶器内流场及温度场的分布情况以及液态保护渣层分布和坯壳厚度。研究结果表明:在高拉速FTSC薄板坯连铸时,两种结构浸入式水口在结晶器内都形成典型“双轮式”流场结构。在无结晶器电磁制动条件下高拉速5.5m/min连铸生产中小断面铸坯时,新型单孔式水口获得了较理想的结晶器内流场(液面速度为0.27m/s、液面波动小于±3.24mm)、液面温度更高且更均匀。当有五对线圈新型EMBr作用时,随着电流强度的增大,两种水口的结晶器内流场都有显著改善。在电流强度500A条件下高拉速6.0m/min生产中小断面铸坯时新单孔式比原三孔式水口的结晶器内流场更理想(钢液面最大速度为0.15m/s、最大波高差为2.61mm)。当电流达900A时EMBr制动作用过强使结晶器内钢液面温度明显降低。本文建立的LES+VOF三相流模型能够较好地适应FTSC薄板坯连铸结晶器内流场的模拟仿真研究。