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采用可以同时获取板坯连铸结晶器内弧侧、厚度方向中心面和外弧侧液面信息的插钉板,通过在结晶器内连续插取,研究了板坯连铸结晶器液面特征.得到了结晶器内不同时刻、不同位置处液面高度;发现了连铸生产过程中内、外弧侧液位有差异,提出了对称流不仅只是以水口为中心结晶器左右两侧流场的对称,还应包括以结晶器厚度方向中心面为中心,内弧侧与外弧侧流场的对称;预测了该工况下结晶器内液面波动较大以及卷渣发生频率较高的位置为水口附近和窄面与宽度方向1/4之间液面流速较大的部位;验证了插钉试验不仅可以获得连铸结晶器内的液面流速,还可通过多次插钉试验研究液面波动特征,在传统的物理模拟和数值模拟方法之外提出了一种直接、接触式测量连铸结晶器液面轮廓进而研究液面波动的方法.

关键词: 板坯 , 连铸 , 结晶器 , 插钉法 , 液面波动 , 液面流速 , 卷渣

1300 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场水模型研究

王佳 , 周俐 , 刘辉 , 梁健

连铸 doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20140136

根据某厂的1 300 mm×230 mm大板坯结晶器生产情况,利用相似原理,采用1:2的物理模型,通过波高检测研究了水口底部形状、水口浸入深度及拉速对结晶器液面波动的影响,同时通过卷渣试验中的卷渣趋势来寻找较优流场.试验结果表明:在水口浸入深度为180～260 mm范围内,使用凸底水口优于凹底水口,液面波动随着拉速的增加而增加,随着水口浸入深度的增加而降低.当拉速为1.1～1.3 m/min,浸入深度为220～260 mm时,液面波动为±4mm左右,无卷渣产生.

关键词: 板坯连铸结晶器 , 物理模拟 , 液面波动 , 卷渣

板坯连铸结晶器内保护渣模拟方法的研究

薛伟锋 , 文光华 , 唐萍 , 何宇明 , 陈文满 , 赵正平

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2005.03.004

以重钢板坯连铸结晶器为研究对象,用不同液面的保护渣模拟材料进行实验,并观察生产中保护渣的覆盖情况,得到了水模试验中合理的保护渣液面模拟方法.据此研究了结晶器内液面波动与保护渣覆盖状况的关系.研究结果表明,在生产中结晶器内液面波动控制在3～7mm范围内保护渣的覆盖效果较好.

关键词: 板坯连铸 , 保护渣覆盖 , 液面波动 , 物理模拟

板坯浸入式水口的优化

郑和武 , 沈巧珍 , 骈建峰 , 吴曌环 , 方建红 , 王洪富

连铸

以某厂铸机断面为250mm×1 600 mm的结晶器为研究对象,用物理模拟与数值模拟的方法进行研究,优化水口结构与工艺参数,以改善结晶器内钢液的流场分布.试验结果表明:优化的浸入式水口的结构参数为底部形状凹底、出口形状跑道形、出口倾角-10°、出口面积比2.233,结合现场生产实际建议浸入深度140 mm、拉坯速度1.1 m/min.

关键词: 浸入式水口(SEN) , 物理模拟 , 数值模拟 , 液面波动 , 冲击深度

宽板坯连铸结晶器流场的水模拟研究

马天飞 , 刘国齐 , 王新福

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.05.006

采用水模拟试验,研究了宽板坯用浸入式水口的出口面积比(分别为1.2、1.5、1.8、2.1)和出口倾角(分别为0°、15°、30°)对结晶器内流场和表面波动的影响.结果表明:(1)水口出口面积比对射流在结晶器窄壁的冲击强弱影响显著,随出口面积比变大,对窄壁的冲击逐渐减弱;液面波动随水口出口面积比变大而减弱.(2)水口出口倾角对上回流强弱影响显著,随水口出口倾角变大,上回流主涡旋强度逐渐减弱,当出口倾角为向下30°时,上回流大涡旋消失;液面波动随水口倾角变大而显著减弱.(3)综合分析后认为,水口出口面积比为1.8,出口倾角为0°时,液面较活跃,且下涡心位置较高,有利于钢液中夹杂物上浮及凝固壳的生长.

关键词: 水模拟试验 , 宽板坯结晶器 , 浸入式水口 , 流场 , 液面波动

静磁场控制板坯连铸结晶器液面波动

陈芝会 , 王恩刚 , 张兴武 , 赫冀成

钢铁研究学报

用Pb-Sn-Bi低熔点合金进行了热模拟实验,研究了在静磁场作用下板坯连铸结晶器内的液面波动行为.实验结果表明可应用静磁场控制结晶器内金属液面的波动,且磁场对表面波动的抑制作用有一最佳值,即磁感应强度为0.5 T时液面平均波动最小.为此,为了减少由于液面波动引起的连铸板坯中的卷渣缺陷,有必要在一定的浇铸条件下优化磁感应强度.吹入氩气加剧了表面波动,且随着氩气流量的增加扰动加大.施加电磁制动能够使吹入氩气引起的液面波动受到显著的抑制.

关键词: 连铸 , 结晶器 , 电磁制动 , 液面波动

交变磁场作用下金属液面的变形和波动行为

邓安元 , 徐永义 , 王恩刚 , 张兴武 , 赫冀成

中国有色金属学报

采用低熔点Sn-32%Pb-52%Bi合金模拟钢液,研究交变磁场作用下金属熔池液面的波动和变形行为.结果表明:交变磁场会使金属液面发生弧形变形,液面一直处于波动状态;熔池在三相点附近形成汇聚撞击的两个回流区,导致液面上三相点附近的波动最剧烈,易造成表面卷渣;增加线圈电流强度,液面变形增大,波动加剧;当熔池外壁面的磁感应强度达到约50 mT时,液面的波动幅度达到约±3 mm,应有一个合理的电流强度;适当增加频率可减小电磁力对自由表面波动的影响范围,有利于增大弯月面变形和减小液面波动,频率控制在30 kHz左右较适宜;液面位于线圈中心高度附近时,弯月面变形较大,液面波动较剧烈,初始液面控制在线圈高度中心有利于节能.波动规律可解释电磁软接触连铸中铸坯表面振痕随电流强度大小的变化规律.

关键词: Sn-Pb-Bi合金 , 模拟钢液 , 液面变形 , 液面波动 , 连铸 , 交变磁场

板坯连铸结晶器工艺参数优化的水模拟研究

熊椰 , 成泽伟 , 陈伟庆 , 唐生斌 , 刘丽

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2014.03.017

以某钢厂连铸板坯结晶器为原型,采取1∶1水模型研究板坯连铸拉速、结晶器宽度、水口浸入深度、水口开口倾角、水口出口形状对结晶器流场及其液面波动情况的影响.结果表明:随着结晶器宽度、拉速的增加,液面波动明显增大;浸入式水口采用较大出口倾角和浸入深度以及采用椭圆形浸入式水口出口可控制结晶器液面波动以避免卷渣.研究结果为板坯连铸结晶器实际工艺参数的确定提供了参考依据.

关键词: 板坯连铸 , 结晶器 , 浸入式水口 , 流场 , 液面波动

板坯连铸结晶器流场及液面波动的水模研究

王永胜 , 侯泽旺 , 王新华 , 王万军

钢铁钒钛

以我国实际生产的某连铸结晶器为原型,建立1∶1有机玻璃水模型,研究了不同结晶器断面、不同中间包液位下,板坯连铸结晶器流场形态和结晶器液面波动情况,研究发现中间包液位的变化对结晶器液面流场和波动产生影响;同时中间包液位改变了水口出口的压力和流速,进一步影响结晶器流场和液面波动.实验工况条件下,最佳中间包液位的稳定高度为800 mm.建议生产过程稳定控制中间包液位,以提高连铸坯质量.

关键词: 连铸 , 结晶器 , 流场 , 液面波动 , 中间包液位