结晶器内大型夹杂物卷入机理及控制基础研究
结晶器是连铸的"心脏",其内部钢水的流动状态与铸坯质量息息相关,合理的流场分布是合格铸坯的前提条件. PIV作为目前最为精确有效测量二维流场分布特点的测试技术,在各领域得到广泛应用,采用PIV测速技术模拟结晶器在不同工艺参数下内部瞬态流动模式,并开发出抑制卷渣的新型三孔水口;同时构建大涡模拟数学模型得到结晶器内非稳态流动的规律,并利用PIV验证此模型的可靠性. 结果表明:将拉速由1.0m/min提升到1.8m/min的过程中,流场趋于对称,当拉速超过1.4m/s时,易产生卷渣;浸入深度增加,液面趋于平稳,实验中水口浸入深度为150mm较为合适;中间包液位的增加,对液面的波动影响较小;水口单边堵塞对流动状态影响较大,堵塞右侧水口大部分的剪切卷渣发生在右侧,堵塞度达到80%时,右侧已无上升流;凝固坯壳增加,促使液面波动更剧烈、表面流速增大,使结晶器内更容易发生卷渣;PIV研究结晶器流动周期在15s;通过量纲分析得到临界卷渣公式:Vcri=1.86[μ0.25sτ0.031(ρm-ρs)0.01g0.344h0.063s/ρ0.292s];三孔水口下的流场更加稳定,最大表面流速为0.19m/s.大涡模拟模拟最大瞬时速度达到0.2m/s,与物理模拟测得的结果一致.
连续铸钢;结晶器;夹杂物;卷入机理
华北理工大学
硕士
冶金工程
张彩军
2018
中文
TF777
84
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）