宽板坯连铸结晶器浸入式水口结构优化的研究

针对宽板坯连铸生产现状,采用商业软件PHOENICS对其建立三维数值模型,模拟宽板坯连铸结晶内钢液的流场分布.研究了不同水口倾角、插入深度及拉速等参数条件对结晶器内流场的影响,得出了适用于宽规格结晶器合理的浸入式水口.这为优化宽板坯结晶器内钢液的流场及浸入式水口结构及确定合理的工艺参数提供了科学依据.     

宽板坯结晶器浸入式水口结构优化的数值模拟

以某钢厂宽板坯连铸结晶器为研究对象,利用商业软件PHOENICS建立一个三维有限差分模型,模拟宽板坯连铸结晶器内钢液的流动分布.通过分析水口底型、倾角、插入深度等工艺参数对钢液面波动、流股对结晶器窄面的冲击力及涡心高度的影响,得出适用于宽规格结晶器的合理的浸入式水口.通过研究,为优化宽板坯结晶器内钢液的流场及浸入式水口的设计提供了科学依据.     

板坯连铸浸入式水口防堵塞分析

分析了鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司生产低硅铝镇静钢时板坯连铸浸入式水口堵塞的原因,通过采取提高转炉复吹效果、RH加入增碳剂强制碳脱氧、降低钢包顶渣TFe含量、优化钢包底吹氩工艺以及保护浇铸等措施后,浸入式水口平均使用寿命由170 min提高至240 min,更换频率由平均2.0支/浇次降至1.1支/浇次。     

宽规格板坯连铸结晶器浸入式水口的数值模拟

利用Fluent计算软件建立三维数学模型对马钢板坯连铸结晶器内钢液的流场和温度场进行数值模拟研究,并进行正交试验,分析了水口浸入深度(150～190 mm) 、水口侧孔倾角(-10°～-16°) 、水口侧孔与中孔的截面积比值(2,2～3.2)对拉速0.9 m/s,230 mm×1800 mm结晶器内钢液流动的影响。研究结果表明,水口浸入深度和倾角对结晶器液面波动F数和凝固坯壳厚度的影响较为显著。对于浇铸断面230 mm×1800 mm的结晶器浸入式水口的最佳工艺参数为:浸入深度170 mm、水口侧孔倾角13°、侧孔出口与中孔面积比2.7。     

薄板坯连铸用高性能浸入式水口

薄板坯连铸的发展在很大程度上归助于浸入式水口（SEN）及塞棒新结构及新材料的开发。在过去的10年水口塞棒的使用寿命提高了两倍。     

连铸板坯结晶器浸入式水口试验研究

结合某厂两种断面的结晶器内腔尺寸,采用１：０．６水模型研究方法,系统地研究了浸入式水口结构参数,吹气量、拉速等工艺操作参数同结晶器液面波动、流股对结晶器窄面的冲击力及涡心高度之间的关系,得出了适用于两种断面的合理的凹型浸入式水口,并利用水模拟实验和工厂试验进行了对比研究,结果表明,应用凹型浸入水口取得了良好的效果。     

浸入式水口对超宽板坯结晶器内流场影响

针对超宽板坯连铸生产情况,进行了超宽板坯连铸结晶内钢液的流场分布模拟分析,研究了不同水口倾角、侧孔开口面积、插入深度及拉速等参数条件对结晶器内流场的影响。     

板坯连铸结晶器浸入式水口工艺参数的模拟正交试验

利用流场计算机软件PHOENICS 3.4建立的三维有限差分模型模拟邯钢 16 2 4mm× 2 2 8mm板坯连铸结晶器内钢液的流场和温度场 ,并采用正交试验方法对影响钢液流动的主要因素 :水口浸入深度、倾角、水口内径和侧孔截面积进行研究和分析。结果表明 ,水口浸入深度和倾角对冲击点温度指标和液面卷渣指标影响显著。该板坯连铸结晶器浸入式水口最佳工艺参数为 :浸入深度 12 0mm ,倾角 15° ,内径 6 3 75mm ,侧孔截面积 6 0mm× 6 5mm。     

连铸板坯浸入式水口吹氩工艺研究

研究了浸入式水口吹氩对连铸板坯质量影响的问题。进行了实验室物理模拟、现场取样,实施改进条件后单流连铸机稳态与非稳态下现场试验。主要采用的方法为水模试验、低倍检验与金相分析。提出应将水口不堵塞作为吹氩工艺设置的最终目标,而吹氩造成的液面波动等情况可作实际控制时的间接依据。研究表明,为防止堵塞,同样断面条件下应设置为高拉速吹气量小而低拉速大。在保证生产顺行情况下,通过对结晶器吹氩气量的优化设置,可降低铸坯针孔等缺陷的产生。     

浸入式水口缺陷成因及对板坯的影响

通过分析浸入式水口缺陷产生原因及对铸坯夹杂的影响,提出了不同种类缺陷铸坯的处理措施。实践表明,浸入式水口渣线或侧孔处整齐断裂的缺陷板坯经四面火焰清理后可以正常轧制,水口断裂有裂纹及渣线处孔洞缺陷板坯应根据实际情况做相应的报废处理。     

板坯连铸用漩流浸入式水口的开发

在浸入式水口中产生漩流是一种稳定结晶器内流动的基本方法。漩流浸入式水口通过改善结晶器内流动的稳定性来提高浇铸速度,提高板坯和钢卷的表面质量。研究的目的是证实在现有连铸机所用的浸入式水口内部产生漩流的效果,采用的方法是在水口内部增设漩流片,该法是最简便的产生漩流的     

连铸板坯浸入式水口吹氩工艺研究

研究了浸入式水口吹氩工艺对铸坯质量的影响。进行了实验室物理模拟,实施了改进浇注条件下单流连铸机稳态与非稳态下的现场试验研究。分析结果表明,目前在连铸板坯浸入式水口吹氩工艺设置上存在一定误区,应将水口不堵塞作为吹氩工艺设置的最终目标,而吹氩造成的液面波动等情况可作为实际控制时的间接参考依据。实际吹氩量标准大断面临界吹氩量可稍大,同样断面条件下,高拉速吹气量设置小而低拉速则吹气量设置大。在保证生产顺行情况下,通过对结晶器吹氩气量的优化设置,可减少铸坯针孔等缺陷的产生。     

板坯连铸浸入式水口浸入深度对卷渣行为的影响

板坯连铸中,浸入式水口浸入深度对保护渣卷入有着非常重要的影响.针对某厂板坯结晶器流场、钢液表面流动情况展开研究,通过数值模拟对不同浸入水口浸入深度进行对比分析,并采用水模型试验进行验证.结果表明,浸入深度为100 mm和110 mm时,结晶器液面表面流速较高,最高分别为0.215 m/s和0.210 m/s;浸入深度为...     

大方坯连铸结晶器浸入式水口结构优化

通过物理模拟实验,测定所设计的系列水口在不同工况条件下,结晶器内液面波动、冲击压力及保护渣覆盖情况,经优化后,找出较佳水口;再应用流场计算软件FLUENT及水力模型,对所选水口进行结晶器内钢液的流场和温度场特性分析,优选出适合大方坯连铸工艺的浸入式水口结构形式,并在生产中得到了验证.     

高拉速板坯连铸结晶器浸入式水口的水模型研究

利用染料示踪法,采用波高传感器和旋桨式流速仪在全比例水模型中研究了四种浸入式水口(A型:凹型,15°(上角度)-15°(下角度);B型:凸型,15°-15°;C型:凹型,40°-15°,D型:凸型,40°-15°)下板坯连铸结晶器内的流场和液面特征.发现采用凹型水口时结晶器液面的波动与表面流速均小于凸型水口.凹型水口F的表面流速变化的功率(频率为0.03~0.1Hz)比凸型水口小约50%,所以凹型水口更有利于减少结晶器内卷渣的发生.在高拉速条件下(拉速为1.8m·min^-1,较大的水口出口上角度有利于抑制水口出口流股的漩涡流,进而减少剪切卷渣的发生.四种水口中C型水口条件下结晶器液面的表面流速最小,约为0.27m·s^-1,为提高拉速留有较大余地,所以适合高拉速连铸的最佳浸入式水口为C型.     

板坯连铸浸入式水口控流的物理和数值模拟

浸入式水口结构从根本上决定了结晶器内的钢液流动形式,采用物理模拟和数值模拟方法研究了水口结构及铸坯断面尺寸对板坯结晶器流动行为的影响。通过解析速度云图、表面流速、液面波动、冲击深度及保护渣覆盖情况等特征参数,对结晶器内钢液流动行为进行多角度定量表征。结果表明,水口侧孔倾角向上对1 600 mm×220 mm断面结晶器流场液面扰动较大,其倾角向下15°时射流冲击深度较大,倾角向下8°时最为适宜。水口底部形状会影响钢液的湍动能耗散及流场对称性,对比后得出凹底水口为最佳水口形状。侧孔形状对表面流速影响较小,但对自由液面波动有显著影响,可能导致钢液裸露;当水口侧孔面积一致时,矩形侧孔水口条件下的结晶器液面裸露面积小于跑道形侧孔和方形侧孔情况。而在浇注不同断面尺寸时,仅通过改变水口结构和使用工艺难以获得合理的结晶器流场,还需要借助其他控制流动的手段来推动未来板坯多元化生产的发展。本研究可为改善板坯质量提供理论与工艺指导。     

矩形坯连铸浸入式水口优化物理模拟

通过水模实验优化水口结构形式和工艺参数,解决某钢厂165 mm×280 mm矩形坯连铸机在生产中出现的夹渣、鼓肚和粘结漏钢问题.优化范围包括水口的插入深度、出口倾角以及出口侧面和横断面的面积比.结果显示不同的水口形式对流场有不同的影响,目前使用的直通型水口正是造成生产中出现问题的症结所在.通过实验优化出适合165 mm×280 mm矩形坯的9#双侧孔水口和42#四孔水口.     

连铸浸入式水口结构优化的水模型试验

以济钢板坯连铸结晶器为原型,采用几何相似比为1∶1,弗鲁德准数与原型相等的水模型进行试验,研究了不同拉速条件下,不同浸入式水口的侧孔倾角和出口尺寸对板坯结晶器内流场和液面波动行为的影响。结果表明:拉速一定的条件下,随着水口侧孔倾角和出口尺寸增大,液面波动减小,上、下涡心位置离结晶器窄面越近且冲击深度增加。综合考虑,选用侧孔倾角为5°、出口尺寸为100mm×65mm×R32.5mm的水口。     

浸入式水口倾角对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响

浸入式水口出口角度影响射流的动能损失,进而影响结晶器内的流动行为.建立了比例为1 ∶ 4的水模型,在模型拉速为0.425 m/min、水口浸入深度为40 mm的条件下,借助粒子图像测速技术研究了浸入式水口出口倾角为0°和+5°对宽幅连铸结晶器内流动行为的影响.结果表明,0°和+5°水口条件下,射流在模型内的流动方式有很...