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双辊薄带布流器特性的数值模拟 任三兵 樊俊飞 杜 锋 于 艳 方 园 （宝钢股份研究院，上海 201900 ） 摘 要 针对宝钢薄带连铸用布流器系统进行了物理模拟及数值模拟研究，分析了该布流器系统的特点。在试验中， 建立了薄带连铸1 ∶1 的有机玻璃模型。应用DJ800 系统测定了熔池内液面波动情况和混匀状况；与此同时，应用 连续性方程、N-S 方程及湍流k −ε 方程对该模型进行了流体数值模拟，得出了水模型内部的流场分布，通过对比 数值模拟的结果与水模型试验结果，两者吻合较好。1 关键词 薄带连铸 物理模拟 数值模拟 布流器 Characteristic Simulation of Feeding Device in Twin-Roll Strip Casting Ren Sanbing Fan Junfei Du Feng Yu Yan Fang Yuan (Baosteel Research Institute, Baoshan Iron Steel Co., Ltd., Shanghai, 201900) Abstract Physical model and mathematical model were set up and studied based on the feeding system of twin-roll strip casting in Baosteel. A 1 ∶1 water model of twin-roll strip caster was made and the fluctuation of the pool were detected by DJ800 apparatus. Meanwhile, applied continuous equation 、N-S equation and k −ε equation, the flow style in molten pool was studied. Good results have been obtained after comparing the simulation result and experimental result. Key words twin-roll strip casting, physical simulation, mathematical simulation, feeding system 双辊薄带连铸是一项19 世纪中叶发明的金属成形技术。 其基本工艺流程为:钢水经中间包浇入由两个逆向旋转的结晶 辊与侧封板围成的熔池内,经双辊的不断转动而铸成薄带,如 图1 所示，带坯沿弧形导板进入前夹送辊,并由辊道送入冷却 系统,再经由后夹送辊送入卷取机成卷。薄带连铸是典型的节 能高效型新技术，直接使快速凝固的钢水承受塑性变形，完 成从液态金属到板带的成形过程，取消了连铸、加热、粗轧、 热连轧等一系列常规工序，将铸造和轧制工序合二为一，大 幅度地缩短了生产工艺流程。 在双辊薄带连铸过程中，双辊间熔池内钢液的流动、混 合、液面波动和凝固过程是影响薄带坯质量的主要因素。由 于双辊薄带连铸的熔池空间非常狭窄,在较高的拉坯条件下， 图1 双辊薄带连铸简图 完成液面波动的控制、钢液的流动、温度均匀分布和凝固是 很困难的。据实验观察，熔池液面波动幅度超过 6mm 时，带坯就会出现纵向裂纹，但熔池液面区域流体运 动过于平静又不利熔池上部钢液的更新，容易造成液面结壳；钢液在熔池上部或熔池表面的停留时间影响着 任三兵，男，在读博士，工程师，从事冶金过程的数值模拟，rensb@ 双辊薄带布流器特性的数值模拟 8-277 熔池液面的稳定性和熔池上部钢水的更新,因此，衡量一个布流系统是否合理应重点考察熔池液面波动和流 场状况等方面[1~4] 。 1 物理模拟 根据相似理论，模拟试验应具备的相似条件：（1）几何相似；（2 ）物理相似；（3 ）初始及边界条件相似。