水口位置对小方坯结晶器内流场和凝固的影响

摘要：

由于弧形连铸水口对中时结晶器内外弧流场失去对称特性,以及连铸现场生产时存在内外弧温度不均现象,严重影响连铸坯凝固质量,因此研究水口位置对改善流场分布显得尤为重要.建立了钢液在弧形结晶器中电磁、流动、传热和凝固耦合的数学模型,研究了SEN偏移方向及偏移量对钢液流动的影响,并引入对称指数Is评价凝固坯壳的的均匀性.研究发现,水口向内弧偏移增大了流场差异性,并产生偏流现象,且电磁搅拌的应用会加剧此现象.当SEN向外弧偏移时,无论是否施加电磁搅拌,各平面Is指数均先增加后降低,能一定程度上改善结晶器内流场分布,使其趋于对称,有利于提高铸坯质量.M-EMS开启时,随水口向外弧偏移量的增加,涡流中心逐渐移至电磁搅拌中心面的中心.且钢液流动并非以内外弧呈对称形态,而是存在一定的偏转角,使得所有案例的内外弧温差均有所增大,但对于M-Case 6,温差增幅仅为1.666 ℃.当SEN向外弧偏移6.5 mm时,Is指数及凝固坯壳均匀性最高,内外弧速度几乎重合,内外弧温差最小,钢液流场分布最佳,流场、温度场及凝固坯壳均得到了显著改善.通过调整水口位置能改善结晶器内流场对称性,提高凝固坯壳均匀性,并可消除由结晶器曲率引起、电磁搅拌加剧的偏流现象.

关键词：水口位置、结晶器曲率、对称性指数、偏移方向、偏移量

所属期刊栏目：59

分类号：TF341.6;TF777.3;TG249.7

资助基金：国家自然科学基金;陕西省自然科学基础研究计划资助项目

在线出版日期：2024-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：75-90