直通型水口浸入深度对220 mm×260 mm方坯结晶器流场影响

结晶器内钢液流动状态会直接影响铸坯的质量,不合理的流场会导致液面流速过大,弯月面波动过大,造成卷渣。采用几何相似1：1水模型和Fluent流体力学软件研究了220 mm×260 mm方坯结晶器直通型水口浇注下,不同浸入深度对结晶器液面波动、表面流速、流场分布、冲击深度、保护渣覆盖的影响。结果表明：直通型水口流股集中,冲击深度较大,液面波动均匀,波动受浸入深度和拉速的影响较小。保护渣渣层覆盖良好,渣层均匀,出现卷渣的可能性较小。综合考虑冲击深度,保护渣活跃程度,结晶器电磁搅拌的影响,现场合适的浸入深度为80～100 mm。     

钢中非金属夹杂物形态对其去除行为的影响

采用物理模拟手段研究球形、立方体、圆柱体、树枝状、团簇状等钢中常见形状夹杂物形状修正系数的差异性,并分析粒子表面形貌和运动取向对形状修正系数的影响.粒子的形状修正系数与阻力系数满足线性正相关,可以用形状修正系数评价粒子的上浮去除能力;在体积相同情况下,同类型夹杂物粒子的去除能力依次为树枝状(垂直)<粗糙球形<立方体<圆柱(半经6 mm)<圆柱(半经4 mm)<树枝状(水平)<团簇状(水平)<光滑球形;粗糙表面的球形其表面积约为光滑球形的2倍,其形状修正系数同时增加2.1倍.简单粒子的形状修正系数受运动取向影响较小,复杂粒子则受运动取向影响较大,树枝状颗粒垂直上浮时的形状修正系数约为水平上浮时的2倍.      

水口长度对结晶器流场数值模拟的影响

为了论证通过缩短甚至忽略水口长度来减少网格数量,减少工作量对于结晶器流场模拟的准确性,采用Fluent流体力学软件对方坯连铸结晶器内钢液流动进行了数值模拟。研究结果表明:水口长度的改变对结晶器流场的计算结果有较大影响,水口长度由1 000 mm到0 mm时,水口出口最大流速降低了17.3%;液面最大流速降低了4.27%;冲击深度变深了1.32%;涡心高度变深了3.45%。水口长度1 000 mm时,钢液流股在水口出口处,仍没有充分发展,为保证模拟计算的准确性,推荐使用原型水口长度。