高速浇注板坯时浇注条件对连铸结晶器内钢水流动的影响

高速浇注时，容易发生因结晶器内保护渣的卷入而导致板坯表面下的缺陷。用水模拟试验和实机浇注试验研究了板坯连铸结晶器内钢水流动的行为。获得结果如下：（１）结晶器内钢水的液面波动，产生各种频率的波，这和钢水的表面流速有关；（２）水模拟试验揭示出，钢水液水液面的波动可通过使浸入式水口结构和其他浇注参数的最佳化来控制；（３）已表明了一个能表示结晶器窄边附近的钢水液面波动情况的参数（Ｆ值），它是在不同浇注条件     

电磁制动下结晶器内流体流动行为的数值研究

 数值模拟了在电磁制动作用下结晶器内金属液的流动行为,并研究了诸如磁感应强度,水口出口角度和磁场位置等各种操作条件对电磁制动效果的影响。数值模拟结果表明：应用电磁制动使结晶器内的流场有很大的改变。施加0.5 T的磁场使结晶器内金属液的表面流速最小,这一计算结果与实验结果十分吻合。为此,应用磁场对结晶器内的流场进行控制,有必要在一定的浇注条件下优化磁感应强度的大小。当磁感应强度、拉坯速度和水口出口角度一定时,磁场位置与水口浸入深度之比有一最佳值,可达到理想的电磁制动效果。     

薄板坯连铸结晶器内流体流动特征的研究

在水力学模型实验的基础上，对初选的喇叭型、直通型和牛鼻子型３种超薄型水口进行结晶器流场激光测试，定量的研究直弧形截面薄板坯连铸结晶器内流体流动特征和水口出口速度分布，为进一步采用数学模型研究结晶器流场、优化伸入式水口结构和工艺参数打下基础。     

水口类型对大方坯结晶器内钢水流动与凝固行为的影响

采用数值计算方法对比研究了直通式、4分径向以及新型4分切向水口对大方坯连铸结晶器内钢水流动与凝固行为的影响.结果表明,当前常用的直通式水口对坯壳无冲击,利于坯壳均匀生长,但钢水冲击深度大,易在弯月面处形成死区,不利于大方坯内部及表面质量的提高;改用4分水口浇铸时,结晶器宽、窄面冲击区附近都会出现不同程度的坯壳厚度零增长...     

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...     

水口结构对连铸结晶器内钢水流动的影响

采用雷诺平均（RANS）数学模拟方法,研究波浪形和山形水口底部结构对结晶器内钢水湍流现象及表面流速的影响。通过1∶1结晶器模型水模拟进行了验证,表明采用OA光纤测速仪对结晶器表面流速测量的结果和数值模拟结果吻合较好。研究表明波浪形水口可以抑制水口流出钢水的射流,改善结晶器内钢水流场,降低表面流速稳定液面,进而改善铸坯表面质量。     

连铸结晶器电磁搅拌磁场及钢液流场模拟

 建立了大方坯连铸结晶器电磁搅拌条件下电磁场及钢液流场数学模型,开发了相应的Visual Cast仿真软件,并应用软件模拟分析了大方坯连铸结晶器内磁场、电磁力分布及双侧孔浸入式水口条件下结晶器内钢液流场的分布特征。结果表明,结晶器内磁场分布均匀,并沿横断面水平旋转,电磁力的旋转周期为磁场旋转周期的一半。电磁搅拌改变了结晶器内流场形态,减小回流区和冲击深度,有利于促进钢液中非金属夹杂物上浮排除,提高大方坯洁净度。     

电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响

采用非交错网格和适体坐标方法数值模拟了电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响规律。讨论了感应线圈电流强度和电源频率等因素的影响。结果表明：电磁力能加强地晶器上部熔池的搅拌强度，并在上部区域形成一明显的回流区，同时还能减小射流的渗入深度;加大电流强度，能加强钢液的回流和对钢液的搅拌，减小射流深入深度。但电流强度有一个最佳控制范围；增加电源频率，射流渗入深度增大，弯月面附近的紊动能和钢液速度提高。电源频率应控制在20kHz左右。     

Numerical Simulation of Influence of Casting Speed Variation on Surface Fluctuation of Molten Steel in Mold

The influences of casting speed variation on surface fluctuation of the molten steel in mold during continuous casting were investigated with numerical simulation method.It was found that when the casting speed was evenly decreased from 1.4 m·min-1 to 0.6 m·min-1,the increase of the surface fluctuation of the molten steel in mold was observed only on time that was at the start of casting speed change.While,in experiment of increasing casting speed evenly from 0.6 m·min-1 to 1.4 m·min-1,the increase of the surface fluctuation of the molten steel in mold was observed only at the time when the casting speed was stopped to increase after it had been increased to 1.4 m·min-1.For surface fluctuation of the molten steel in mold which was produced during the casting speed evenly increasing or decreasing period and at the time when increasing or decreasing the casting speed at low casting speed level(0.6 m·min-1),the influence of casting speed change is very small.In addition,it is found that,at high casting speed level(1.4 m·min-1),even a little change of casting speed could result in remarkable increase of the surface fluctuation.Thus,at high casting speed,changing casting speed should be avoided or much slower speed changing rate should be used.     

电磁控制下结晶器内流谱和夹杂轨迹的数值预测

对直线电磁铁作用下板坯连铸机结晶器内磁场、钢液流谱和夹杂物运动轨迹进行数值预测,并提出用壁面承受的剪应力的最大差值来标定液流对结晶器窄面凝固壳的冲击强度。结果表明,采用电磁控制(EMB)时,结晶器内的钢液流谱能被有效地控制,水口钢液射流对结晶壁的冲击可大大减弱,源电流强度和线圈安放位置是决定控制效果的关键因素.     

Numerical Prediction on the Flow Field of Molten Steel and the Trajectory of Inclusion in Continuous Casting Mold Effected by Electromagnetic Field

Ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｔｅｅｌｂｉｌｅｔｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｍｏｌｄ．Ｗｈｅｎｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｗｉｔｈｎｏｎ－ｍｅｔａｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｐｏｕｒｅｄｉｎｔｏｍｏｌｄ，ｓｔｅｅｌｊｅｔｕｓ...     

方坯连铸结晶器内钢液三维流场的数值模拟

针对方坯连铸结晶器内钢液的流动特征，建立三维有限差分模型，利用商业软件PHOENICS对方坯连铸结晶器内钢液流动进行数值模拟。通过计算，分析了直筒型浸入式水口插入深度对结晶器内钢液流场的影响，认为150mm的插入深度是较合理的设计方案。     

双条型磁极对连铸结晶器内钢液流动特性的影响

在可实现振动、水冷及拉坯的连铸模拟装置上,采用双条型磁极,分别用低熔点Pb-Sn-Bi合金和硅油模拟钢液和保护渣,对连铸结晶器内的液态金属的流动特性进行了实验研究.研究结果表明:双条型磁极的作用使连铸结晶器内的液态金属中产生了环形电流,能有效地抑制水口出流速度,消除和削弱水口出流对初生坯壳的冲刷;能够有效地抑制弯月面波动.但当磁场强度增大到一定程度时,磁场的作用效果增加不明显.     

连续铸钢过程中结晶器的传热研究

 为了研究结晶器内壁温度的分布,设计了模拟结晶器工作过程的实验装置,并进行了实验。实验结果表明,结晶器内壁温度趋近于冷却水温度。基于实验,推导了结晶器边界等效导热系数。该系数用于解决金属和冷却水之间的传热,即反映结晶器的传热能力。用等效导热系数处理结晶器的边界传热,对包括结晶器在内的连铸凝固进程温度场进行数值模拟既简单又方便,并且计算结果与实验结果符合。还讨论了拉坯速度和冷却水流量对结晶器温度场的影响。     

电磁搅拌结晶器钢液流场和温度场模拟仿真

建立了360 mm×450 mm方坯连铸结晶器电磁搅拌作用下结晶器内钢液流场和温度场的三维数学模型,并应用模型分析了结晶器内钢液流场、温度场的分布特征。结果表明,采用电磁搅拌后,从浸入式水口流出的钢水在电磁搅拌的有效区由垂直向下转变为水平旋转,形成旋转流动的主流区,且在主流区上方的钢水形成由中心向下和由凝固面一侧向上的环流,在主流区下方的钢水形成由凝固面一侧向下和由中心向上的环流。同时,钢水在电磁搅拌作用下流动方向由垂直向下变为水平旋转,使从浸入式水口流出的过热钢水的侵入深度变浅,轴向温度迅速降低,而径向温度升高,凝固前沿的温度梯度增大,有利于传热和促进凝固坯壳的均匀生长。