浸入式水口倾角对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响

2022-06-21

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浸入式水口的角度影响射流的动能损失和结晶器内的流动行为。建立了配比为1∶4的水模型。在拉伸速度为0.425 m/min、浸没深度为40 mm的条件下，采用粒子图像测速法研究了倾角为0°和+5°对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响。

侵入式水口

　　结果表明:在0°和+5°浸入式水口条件下，模型中射流的流动模式有较大差异。当浸入式水口为0°时，沿结晶器厚度方向射流扩散较慢。射流靠近窄面时，沿厚度方向向宽面运动。而+5°时，射流会后退到一定高度，扩散区域更广，这可造成射流运动前向结晶器窄侧移动，对宽度有影响(从喷管喷射后0.3 s内可以锻炼到宽度)，平均产生石钢液对凝固前缘枝晶宽度冲刷更强，影响顺行连铸。钢水流过+5°水口,首点击的方向重力底部的浸入式水口,浸入式水口的转身+5°,钢液的过程中动能损失大于0°水口,加上宽结晶器中钢水流过的距离比普通的模具,动能损失更多,这不利于保护渣熔化,容易结渣圈现象,影响连铸线。

侵入式水口

　　整体塞棒通过对比0°和+5°浸入式水口条件下的中心截面、1/4截面和靠近宽面截面的流场，可以发现整个流场的流速随着靠近壁面的增加而减小。0°出水时，中心表面流速由0.103下降到宽壁面的0.042 m/s，+5°出水流速由0.097下降到0.066 m/s。通过对0°和+5°进口下结晶器对称流型和非对称流型的分析和统计，当进口角为0°和+5°时，对称流型分别占86%和69%，非对称流型分别占14%和31%。