板坯连铸浸入式水口偏转注流的水模实验研究.pdfVIP

板坯连铸浸入式水口偏转注流的水模实验研究 赵 亮 张晓光 丁丽华 常桂华 (鞍钢股份技术中心，鞍山 114001) 摘 要 本文以 1:1 模型比例进行了板坯连铸机浸入式水口优化水模实验。通过波高测试手段，研究钢水流量、水 口浸入深度以及将水口偏转一定角度对板坯结晶器内液面波动的影响，进而优化浸入式水口浇注方式，降低液面波 动，提高铸坯质量。 关键词 板坯结晶器 偏转水口 水力模型 液面波动 Water Model Research on Continuous Casting Slab with Tilt Submerged Nozzle Zhao Liang Zhang Xiaoguang Ding Lihua Chang Guihua (Technology Center of Angang Steel Co. , Ltd.，Anshan ，114001) Abstract In this paper, the optimization of submerged nozzle in slab mould is studied with water model experiment in 1:1 model scale. Study the flux of liquid steel, nozzle submerged depth and tilt nozzle with a special angle effect the fluctuation of liquid steel surface in slab mould through the test of waveform height. Through the experiment the casting mode of submerged nozzle is optimized; the fluctuation of liquid steel surface is reduced; the quality of slab is enhanced. Key words slab mould, tilt submerged nozzle, water model, fluctuation of liquid surface 1 引言 随着冶金技术的发展，连铸已经成为提高钢坯质量和钢产量的必要环节。连铸结晶器内钢水的流动状况 包括液面的波动、注流对窄面的冲击等极大地影响着铸坯质量和和浇铸过程安全的进行[1] 。结晶器内钢液的 流场主要取决于浸入式水口的结构参数以及其浇注方式等连铸工艺参数。因此，人们十分重视注流在结晶器 内流动特征和浸入式水口形式的研究。 水口在连铸过程中的作用是将钢液从中间包输送到结晶器内，保护钢液以免被氧化，防止卷渣等。浸入 式水口的结构以及浇注方式直接影响着结晶器内钢液的流动状态和夹杂物的上浮分离[2，3] ，进而影响着铸坯 的质量，其中水口的浇注方式就是一个很重要的影响因素。本文通过结晶器内液面波高测试手段，实验室研 究在同样操作参数条件下，浸入式水口的浸入深度，液体流量以及偏转水口对板坯结晶器流场的影响，通过 比较并结合试验现象，优化浸入式水口浇注方式，改善结晶器内的流场，提高铸坯质量。 2 实验方法 [4] 根据相似原理，要保证模型与原型中流体的流动相似，需要满足几何相似和动力相似 。考虑到结晶器 内钢水流动主要受惯性力和重力驱动，模拟时确保模型与原型Fr 数相等，选取水模型与原型比例为 1:1，实 验装置如图 1 所示。 模型选取两个断面板坯进行研究，断面尺寸分别为 1450mm×200mm，1280mm×200mm，水口浸入深度 8-98 第八届（2011 ）中国钢铁年会论文集 分别为 120mm、150mm、170mm,对应不同通钢量。重点研究浸入式水口浸入深度、通钢量、以及将水口水 平偏转一定角度对结晶器内液面波动和流场的影响，偏转后水口浇注方式如图 2 所示。