连铸结晶器流场优化方案.docVIP

浸入式水口优化方案1（初步） 1#、2#机 1#机1500×200断面 1#机1500×200断面目前存在的问题：两侧窄面翻腾严重，初步推断为上升流股发达导致；质量方面，近期铸坯易发生角部横裂纹缺陷；以往出现过表面纵裂纹。 优化方案（1）： 水口其它的原设计尺寸不变，两侧出口改为如图1型状。更改后，侧孔截面积为4474mm2。 图1 改动说明：按1500×200断面正常拉速1.3m/min算得通钢量小于原侧孔的理论最优值，因此将两侧孔面积进行相应缩小。 使用情况预测：该断面的正常浇注状态下，结晶器两侧窄面可能仍会存在翻腾现象，因为该方案只增加了钢水在两出口处的平均流速，一定曾度的削弱了上回流股的强度；而要进一步削弱上回流股强度，应采用方案（2）的优化形式。 优化方案（2）： 水口其它的原设计尺寸不变，两侧同方案（1）改动，并且中孔底部改为上凸型，水口浸入深度按照原设计无改变，图2。 图2 方案（2）除了对两侧孔开口方式进行修改外，还将水口中孔底部改为上凸型，进一步抑制上回流股强度，该方案可有效减轻结晶器两侧窄面液面翻腾现象。至于陕西炉业王工的“中孔改为扁形”建议无法实现，因为要保证中孔面积一致会导致扁形内径部分水口壁变薄，而这部分在可以发挥作用的前提下，是无法避开渣线位置的，因此根据以往渣线侵蚀情况，若将内径改为“上圆下扁”型状，水口很可能会在渣线位置被蚀漏造成在窜钢或卷渣事故。 建议 为达到效果，应直接采用方案（2）进行试验。 2#机1700×250，2000×250断面 目前存在的问题：长时间观察结晶器液面可以发现，在对中良好的前提下，水口两侧的周期性偏流现象较为严重，窄面翻腾亦较为严重；质量方面，近期含微合金钢种易产生角部横裂纹。 优化方案（1）： 1700×250断面的正常浇注拉速为1.1m/min，过钢量为3504kg/min理想开口面积应为5354mm2；2000×250断面的正常浇注拉速为0.95m/min，过钢量为3560kg/min理想开口面积应为5440mm2。 更改后，侧孔截面积为5378mm2。基本可适用两种断面。 图3 优化方案（2） 与1#机1500×200断面同样问题，只改变出口截面积可能不会有效削弱上回流股强度，因此2#机两种断面的水口也应采用凸型底部结构。由于侧孔高度比原设计增加了10mm，因此考虑到保证浸入深度不受影响的前提下，将侧孔高度向水口底部延长10mm，再加之凸型底的型状优势，同样也能保证水口底部不被击穿。 具体改动情况见图4，图中绿色虚线部分为原设计型状与尺寸。 图4 小结 目前就1、2#机使用的水口来看，该类水口的中孔截面积都相对较小，因此所改进的两种水口都建议直接采用带凸底形式。 若想达到更进一步优化效果，还应放大水口的中孔截面积，这样会牵涉到上水口等其它耐材改动，变动较大，因此，先就目前情况做以简单改进，如有必要，再进行大幅改动。 4#机 1700×250，2000×250，2000×300，2200×300断面 目前存在问题：4#机正常生产状态下，从拉漏预报的热电偶温度趋势来看，1700×250断面与2000×250断面的温度场都不均匀；质量方面，1700×250断面近期出现的质量问题包括表面纵裂纹和角部纵裂纹。2000×300断面和2200×300断面由于最近较少生产，所以未能采集到相关数据与现场情况。 优化方案： 1700×250断面的正常浇注拉速按1.05m/min计算，过钢量为3345kg/min理想开口面积应为5110mm2；2000×250断面的正常浇注拉速按0.9m/min计算，过钢量为3373kg/min理想开口面积应为5153mm2；2000×300断面的正常浇注拉速按0.75m/min计算，过钢量为3373kg/min理想开口面积应为5153mm2；2200×300断面的正常浇注拉速按0.7m/min计算，过钢量为3463kg/min理想开口面积应为5290mm2。 更改后，侧孔截面积为5139mm2，基本可以适用四种断面。 如图5，将侧孔尺寸改为52×110上下圆弧型，出口角度改为12°，其它尺寸按原设计不变。浸入深度比原设计增加1mm，可忽略不计。绿色虚线部分为原设计 图5 将4#机优化后的水口移植到2#机试验方案 待4#机水口试验成功后，与中间包厂家研讨具体移植方案。 连铸作业区 2012-10-23