板坯連鑄結晶器內流動狀態(tài)及傳熱行為的數(shù)值模擬.pdf

1、在連鑄過程中，結晶器是鋼水成型的最后一道工序，結晶器內鋼液的流動特性不僅關系到結晶器的傳熱、夾雜物的上浮，而且還與鑄坯的表面及內部質量有著非常密切的關系。深入了解和控制結晶器內鋼液的流動狀態(tài)和傳熱行為是保證高效連鑄工藝順行的重要條件。
　　 本研究以重鋼板坯連鑄結晶器為原型，基于商用軟件FLUENT操作平臺，采用連續(xù)性方程、動量方程及能量方程建立結晶器內鋼液流動的三維數(shù)學模型，模擬研究了結晶器內鋼液的流動狀態(tài)和傳熱行為。通過數(shù)值

2、模擬方法研究了浸入式水口(SEN)結構參數(shù)(水口傾角、底部形狀和水口出口面積比)及連鑄工藝參數(shù)(拉速、插入深度和吹氣量等)對結晶器內鋼液流場和溫度場的影響，分析了其影響規(guī)律及形成原因，并與物理模擬進行對比，為優(yōu)化SEN結構參數(shù)及連鑄工藝參數(shù)提供依據(jù)。
　　 采用物理模擬實驗與數(shù)值模擬相結合的方法，優(yōu)選板坯結晶器水口。物理模擬結果表明：常規(guī)冶煉拉速條件下，160mm厚度的結晶器B1＃和B2＃水口較優(yōu)；190mm厚度結晶器2＃和3＃

3、水口較優(yōu)；230mm厚度結晶器2＃和7＃水口較優(yōu)。數(shù)值模擬結果表明：高拉速條件下，160mm厚度結晶器，B2＃水口較優(yōu)；190mm厚度結晶器，2＃水口較優(yōu)；230mm厚度結晶器7＃水口較優(yōu)。
　　 通過建立和求解夾雜物的運動方程，分析了夾雜物在結晶器內的運動軌跡。結果表明：夾雜物運動的軌跡與鋼液的流線圖相似；在其他情況相同的情況下，夾雜物顆粒數(shù)量對去除率影響不大；夾雜物的直徑越大、密度越小，越容易除去；靠近浸入式水口壁面的夾雜物