薄板坯连铸机浸入式水口的结构优化

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.02.039 第21卷第2期 北京科技大学学报 Vol.21 No.2 1999年4月 Journal of University of Science and Technlogy Beijing Apr.1999 薄板坯连铸机浸入式水口的结构优化 包燕平祝三胜田乃媛徐保美 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要以兰州钢厂薄板坯连铸机为原型，采用信噪比正交实验设计的方法，通过流场显示，波高 测量及冲击力测量，研究了高拉速条件下，浸人式水口的出口角度、出口面积和插入深度对结晶器 内流场变化的影响及变化规律.试验结果表明：出口面积比为1.3，出口角度向下倾斜5°，浸人深度 为280mm,可以满足提高拉速后生产的需要. 关键词薄板坯连铸；信噪比：浸人式水口；水模型 分类号TF777 薄板坯连铸的核心设备是结晶器.在浇铸过 的误差，消除由于个别实验结果的不准确而导致 程中，结晶器内钢液的流动特征不仅影响到结晶 整个正交表分析结果的突变，大大提高了正交实 器内钢液的传热和夹杂物的上浮，而且还影响到 验的可靠性.实验的因素和水平如表1所示. 坯壳的形成、铸坯的表面和内部质量.由于薄板 坯连铸拉速快、结晶器断面小，使得结晶器内钢 水流动剧烈，这给结晶器液面的稳定、凝固坯壳 的均匀形成及连铸工艺带来了新的问题.因此优 化结晶器浸人式水口的结构是改善钢液流动、提 高连铸坯质量的有效途径. 水模型实验是进行浸入式水口结构优化的 有效手段，国外薄板坯连铸技术较发达国家均采 用此方法进行了研究~.但是至今尚缺乏多因 素的系统研究.本文以兰州钢厂薄板坯连铸机为 图1浸入式水口的结构示意图 原型，采用信噪比正交实验设计的方法，进行了 薄板坯结晶器浸人式水口的结构优化研究. 表1实验的因素和水平 1实验方法 因素 水 平 出口面积比1(1.8)2(1.5)3(1.3)41.0)5(0.8) 结晶器内的钢水流动主要受惯性力、重力及 出口角度/（°）1(15)2(5)3(-1.5)4-15)5(-25) 粘性力作用.根据相似理论，为保证模型与原型 浸入深度/mm1(315)2(280)3(245)4(175)5(175) 相似，应确保两者的Fr数与Re数相等.经计算本 注：表中出口面积比指水口的2个出口的面积之和与主 通道面积之比；出口角度向上为正值，向下为负值， 实验选用1：】比例的实验模型. 在实验过程中，通过改变浸人式水口的浸入 实验将中国水科院生产的SG200型水工试 深度、出口倾角、出口断面形状来研究结晶器内 验数据采集系统引人到结晶器水模型实验中，系 的流动情况，得到适合高拉速的浸入式水口的结 统整体设备由微机、打印机、电测仪及各种传感 构参数.浸人式水口的结构如图1所示. 器组成.采用该系统可准确地定量测量结品器液 为正确而全面地反映各因素的影响，采用的 面波动的大小，包括波的个数、大小及最大波、 信噪比(SN)正交实验设计方法，可改善计量测试 1/10大波、1/3大波的波高均值、平均周期等数值， 同时该系统还可准确测量任一测点压力的大小， 1998-11-10收稿包燕平男，35岁，副教授 国家“九五"攻关项目(No.955230104) 包括最大值、最小值及其相应的出现时间.同时

第2 1卷 1 9 9 9年 第2 期 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s iyt o f S e i e n e e a n d T e e h n l o gy B e ij in g V 0 1 . 2 1 A p .r N 0 . 2 19 9 9 薄板坯连铸机浸入式水 口 的结构优化 包燕平 祝三胜 田 乃 媛 徐保 美 北京科技大学冶金学院 , 北京 10 0 0 8 3 摘 要 以 兰 州钢厂 薄板坯连铸机为原型 , 采用信噪 比正 交 实验设 计的方法 , 通过 流场 显示 、 波高 测量及冲击力测 量 , 研究 了 高拉速条件 下 , 浸人式水 口 的出 口 角度 、 出 口 面积和 插人深度对结晶器 内流场 变化的影响及变化规律 . 试验结果表明 : 出口 面积 比 为 1 . 3 , 出口 角度 向下倾斜 5 “ , 浸人深度 为 28 0 ~ , 可以 满足提高拉速后生产的需要 . 关键词 薄板坯 连铸 ; 信噪 比 ; 浸人式水 口 ; 水模型 分类号 T F 7 7 7 薄板坯 连 铸的核 心 设备是 结 晶 器 . 在 浇 铸过 程 中 , 结 晶器 内钢液 的流 动 特 征不 仅影 响到 结 晶 器 内钢液 的传 热和 夹杂物 的上 浮 , 而且 还 影 响 到 坯 壳的 形 成 、 铸坯 的 表 面 和 内部 质 量 . 由于 薄板 坯 连 铸拉 速 快 、 结 晶 器 断 面 小 , 使 得 结 晶器 内 钢 水 流 动剧 烈 , 这 给 结 晶器 液 面 的稳 定 、 凝 固坯 壳 的均 匀 形成 及 连铸工艺 带来 了新 的 问题 . 因此 优 化结 晶器浸 人 式水 口 的结 构是 改 善钢 液 流 动 、 提 高连 铸坯 质量 的有效 途径 . 水模 型 实验 是 进 行 浸人 式 水 口 结 构 优 化 的 有 效手 段 , 国外 薄板坯连 铸技术较发 达 国家均采 用 此 方 法 进 行了研究 【, 一 4] . 但是 至 今尚缺乏 多 因 素 的系 统 研究 . 本 文 以 兰 州钢 厂 薄板 坯 连铸机 为 原 型 , 采 用 信 噪 比 正 交 实 验 设 计 的 方法 , 进 行 了 薄板坯 结晶器浸人 式 水 口 的结 构优化 研究 . 的误差 , 消 除 由于个 别实验 结 果 的不 准确 而 导致 整 个 正交 表 分析 结 果 的突 变 , 大大 提 高 了 正 交实 验 的可 靠性 . 实验 的 因素和水 平 如表 l 所示 . 户 一一 J } 7 甲必 ! / } / l f } / 舜 / 夕 尹 图 1 浸入式水 口 的结构示意 图 1 实验方 法 结 晶器 内的 钢水 流 动 主要 受 惯性 力 、 重 力及 粘 性 力 作用 . 根 据 相 似理 论 , 为 保证 模 型 与 原 型 相 似 , 应确保 两者 的 rF 数 与 R e 数 相等 . 经计 算 本 实验 选用 l : l 比例的 实验模 型 . 在 实 验 过 程 中 , 通 过 改 变浸 人 式 水 口 的 浸入 深 度 、 出 口 倾角 、 出 口 断 面 形 状 来 研究 结 晶器 内 的流 动情 况 , 得到 适 合 高拉 速 的浸人 式 水 口 的结 构参数 . 浸人式 水 口 的结构 如 图 1 所 示 . 为正 确而 全 面 地 反 映各 因素 的影 响 , 采 用 的 信噪 比 ( S N ) 正交 实验 设计 方 法 , 可改 善计 量 测试 表 1 实验的因素和水平 因 素 水 平 出 口 面积 比 l ( 1 . 8 ) 2 ( 1 . 5 ) 3 ( 1 3 ) 4 ( 1 . 0 ) 5 ( 0 . 8 ) 出口 角度 (/ o ) l ( 1 5 ) 2 ( 5 ) 3 (一 1 . 5 ) 4 (一 15 ) 5 ( 一 2 5 ) 浸人深度 /m m l ( 3 15 ) 2 ( 2 8 0) 3 ( 24 5 ) 4 ( 1 7 5 ) 5 ( 1 7 5 ) 注 : 表 中出口 面 积 比指水 口 的2个出 口 的面 积之 和 与主 通道面积之 比; 出口 角度向上 为正值 , 向下为负值 . 1 9 9 8 一 1 1 一 10 收稿 包燕 平 男 , 35 岁 , 副教授 * 国家 “ 九五 ” 攻关 项 目 ( N o , 5 5 2 3 0 10 4 ) 实 验 将 中国水 科 院生 产 的 S G 2 0 型水 工 试 验数 据 采集 系 统 引人 到 结 晶器 水模 型实 验 中 . 系 统 整 体 设 备 由微 机 、 打 印 机 、 电测 仪 及 各 种 传 感 器组 成 . 采 用该 系 统可 准 确地 定 量 测量 结 晶器 液 面 波 动 的 大 小 , 包 括 波 的 个 数 、 大 小 及 最 大 波 、 l / 10 大 波 、 l 3/ 大波 的波高均值 、 平均 周期 等数值 , 同 时该 系 统还 可 准确 测量 任一测 点 压力 的大小 , 包 括 最 大 值 、 最 小 值及 其相 应 的出 现 时 间 . 同 时 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 02. 039

·136· 北京科技大学学报 1999年第2期 为真实反映结晶器内流场状况，实验中采用着色 方差分析结果如表3 法和流场照相进行流场显示，以测量各工况条件 表3液面波动方差分析表 下注流在结晶器内的冲击深度， 方差来源 平方和S自由度∫均方VF值显著性 出口面积比 215.60 4 53.96.27 高度显著 2正交实验结果及分析 出口角度 66.63 4 16.71.94 有影响 根据正交实验表进行实验，选择对连铸坯质 浸入深度 69.63 4 17.42.02 有影响 量影响最重要的指标，即结晶器液面的波动和冲 误差+交互作用103.88 128.6- 击点深度为判断标准，SN的计算是以多次实验 由表3可知，对液面波动影响的显著性高低 的平均波高和冲击点深度及它们各自的方差都 依次是出口面积比、浸人深度和出口角度.因此 最小为前提.指标(dB)的计算公式为： 从减小结晶器内钢液液面的波动出发，首先应考 n=101gn/20, 虑提高出口面积比，其次为增加浸人深度和加大 i- 出口下倾角. 式中，y,为测量值，n为每组实验重复次数. 2.2冲击点深度的影响因素 2.1结晶器液面波动的影响因素 实验数据的计算结果如表4所示， 液面波动实验数据的计算结果如表2所 表4冲击点深度指标？值统计计算数据 dB 示，从表中可见，结晶器液面波动随浸人式水口 水平项目 出口面积比出口角度 浸入深度 出口面积与主通道面积比的增大、出口下倾角的 K,冲击深度 -156.1 -147.6 -155.7 增大及浸入深度的增加而减小， K2冲击深度 -154.1 -150.1 -158.4 表2液面波动指标，值统计计算数据 dB K,冲击深度 -152.7 -152.9 -156.0 水平项目出口面积比出口角度 没人深度 飞冲击深度 -150.6 -156.3 -151.7 波高 42.0 11.0 34.9 K,冲击深度 -151.1 -157.7 -143.0 K2 波高 31.6 24.1 34.5 S冲击深度 4.5 13.3 29.4 K3 波高 31.5 28.3 21.7 注：S限+S安互作用=3.9. 太 波高 20.3 24.7 18.6 由表可知，冲击点深度随水口面积与主通道 K 波高 1.10 36.2 14.6 面积比的增加、水口出口下倾角的减小及水口浸 S 波高 215.6 66.6 69.63 入深度的减小而减小，对表中数据进行方差分析 注：表中K表示同一因素第：水平所对应指标之和，S表 后的结果如表5所示.从中可见水口的出口倾角、 示差平方和，S误+S空互作用=103.9 浸人深度和水口出口面积与主通道面积比对冲 对表中数据的方差分析进行计算： 击深度的影响都是显著的，而出口倾角和浸入 CT=(2w125=618.02: 深度的影响更加明显. 表5冲击点深度方差分析表 Se=2-CT=1073.76-618.02=45.74, 方差来源 平方和S自由度f均方VF值 显著性 S,=(K,+K+K,+K:+K)/5-CT= 出口面积比 4.5 41.1253.46 显著 833.62-618.02=66.63; 出口角度 13.3 43.32510.23 高度显著 S2=(K+K,++K,+K)/5-CT= 浸人深度 29.4 4 7.3522.62 高度显著 684.65-618.02=66.63; 误差+交互作用3.9120.325 S3 =(K+K2+Ki+Ki +Kj)/5-CT 2.3方差分析结果的讨论 687.65-618.02=69.63: 根据方差分析结果，得出了各因素对各指标的影 Sa+S交互作用=Sa-S1-S2-S3=103.88. 响.对液面波动影响的主次顺序为：出口面积比、 自由度：f1=m-1=4f2=4f3=4: f总=数据个数-1=25-1=24. 浸入深度、出口角度；对冲击点深度影响的主次 顺序为：浸入深度、出口角度、出口面积比. 故： 根据薄板坯连铸结晶器的冶金功能，对其内 f翼=f总-f-万-∫=24-12=12. 式中：CT为修正项；f为因素i的自由度；m为因 部钢液流动有如下要求：(1)减少液面的波动，使 素的水平数. 渣液均匀覆盖钢液，减少卷渣；(2)减少对凝固坯

北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 9年 第 2期 为 真实 反 映结 晶 器 内流场状况 , 实验 中采 用着 色 法 和 流 场 照相 进行 流 场显 示 , 以 测量 各 工 况条 件 下 注流 在结 晶 器 内的冲 击 深度 . 方差 分析结果 如表 3 . 表3 液面波动方差分析表 2 正交 实验结果及分析 根据 正 交实 验 表进 行 实 验 , 选择 对连 铸坯 质 量 影 响最 重要 的指 标 , 即结 晶 器 液面 的 波 动和 冲 击 点 深 度 为判 断 标准 . S N 的 计 算 是 以 多 次 实 验 的 平 均 波 高和 冲 击 点 深 度 及 它 们各 自的 方 差 都 最 小 为前 提 . 指标粉d( B) 的计算公 式 为 : 。 = 1 0 19 ( n / 艺夕) 式 中 , 共 为测 量 值 , 。 为每组 实 验重 复次 数 . 2 . 1 结 晶器液面波 动的影响 因素 液 面 波 动 实 验 数 据 的 计 算 结 果 如 表 2 所 示 . 从表 中 可 见 , 结 晶器 液 面 波 动 随浸 人 式 水 口 出 口 面 积 与 主通 道 面 积 比的增 大 、 出 口 下 倾角 的 增 大及 浸人 深 度 的增加 而 减小 . 表2 液面波动指标 刀值统计计算数据 d B 水平 项 目 出 口 面积 比 出 口 角度 浸人深度 尤: 波高 4 2 . 0 1 1 . 0 3 4 . 9 凡 波高 3 1 . 6 2 4 . 1 3 4 . 5 凡 波 高 3 1 . 5 2 8 . 3 2 1 . 7 凡 波 高 2 0 . 3 2 4 . 7 1 8 . 6 凡 波高 1 . 1 0 36 . 2 1 4 . 6 S 波高 2 15 . 6 66 . 6 6 9 . 6 3 注 : 表 中戈 表示 同一 因素第i 水平所对应指标之和 , S 表 示差平方 和 . 摊十战 互 作用 = 1 03 . .9 对表 中数据 的方差分 析进 行 计算 : e T 一 (艺 w)t , / 2 5 = 6 18 · 0 2: = 艺 w ) 一 C T 一 10 7 3 . 7 6 一 6 18 . 0 2 = 4 5 5 . 7 4 ; 一 (衅 L + 嵘 , + 嘴 , + 材 , + 群 1 ) / 5 一 e T - 8 3 3 . 6 2 一 6 18 . 0 2 = 6 6 . 6 3 ; 一 (叽 + 叽 + 峨 + 叽 + 吸) / 5 一 CT 二 6 8 4 . 6 5 一 6 18 . 0 2 = 6 6 . 6 3 ; 一 (斌 。 + 棍 , + 嵘 + 暇 , + 峨 3 ) / 5 一 e T - 6 8 7 . 6 5 一 6 1 8 . 0 2 = 6 9 . 6 3 ; 凡 + 乓互作用 二 凡 一 S , 一 又 一 凡 一 10 3 . 8 . 自由度 : f ; = m 一 1 = ;4 f 2 = ;4 f 。 = ;4 f 总 = 数据个 数 一 1 = 25 一 1 = 24 . 故 : f 误 = 凡 一 五一 人一 儿二 24 一 12 = 12 . 式 中 : C T 为修 正 项 ; 关为 因素 i 的 自由度 ; m 为 因 素的水 平数 . 方差来源 平方 和s 自由盯 均方 F 厂 , 值 显著性 出口 面积 比 2 1 5 . 6 0 4 5 3 . 9 6 . 2 7 高度显著 出口 角度 6 6石3 4 16 . 7 1 . 9 4 有影 响 浸人深度 6 9 . 6 3 4 17 4 2 . 0 2 有影响 误差十交互作用 10 3 . 8 12 .8 6 一 一 由表 3 可 知 , 对液 面 波 动影 响 的显 著 性高 低 依 次是 出 口 面 积 比 、 浸人 深度 和 出 口 角 度 . 因 此 从减 小 结晶 器 内钢 液 液 面的 波 动 出发 , 首先 应考 虑 提 高 出 口 面 积 比 , 其 次 为增 加 浸人 深度 和加 大 出 口 下 倾角 . .2 2 冲 击点深 度 的影 响 因素 实 验数据的计算结果 如表 4 所示 . 表 4 冲击点深度指标 粉值统计计算数据 dB 水平 项 目 出口 面积 比 出口 角度 浸人深度 lK 冲击深度 一 1 56 . 1 一 14 7 . 6 一 1 5 5 · 7 2K 冲击 深度 一 1 5 4 . 1 一 15 0 . 1 一 1 5 8 . 4 3K 冲击深度 一 5 2 . 7 一 152 . 9 一 156 . 0 凡 冲击深度 一 150 . 6 一 1 5 6 . 3 一 1 5 1 . 7 凡 冲击深度 一 15 1 . 1 一 1 5 7 . 7 一 14 3 . 0 S 冲击深度 4 . 5 1 3 . 3 2 9 . 4 注 : 召误昭 交互 作用 = 3:9 由表可 知 , 冲击点 深度 随水 口 面积 与主通 道 面积 比的增加 、 水 口 出 口 下 倾角的 减小及 水 口 浸 人 深度 的减小 而减 小 . 对表 中数据 进行 方差 分析 后 的结果如表 5 所示 . 从中可见水 口 的出 口 倾角 、 浸 人 深 度 和 水 口 出 口 面积 与主 通 道 面积 比 对冲 击 深 度 的 影 响都 是 显著 的 , 而 出 口 倾 角和 浸 人 深 度 的影 响更 加 明显 . 表 5 冲击点深度方差分析表 方 差来源 平方和s 自由阿 均方 F F 值 显著性 出 口 面 积 比 4 . 5 4 1 . 12 5 3 . 4 6 显著 出 口 角度 13 . 3 4 3 . 3 2 5 1 0 . 2 3 高度显著 浸 人深度 29 .4 4 .7 35 2 .6 2 高度显著 误 差+ 交互作用 .3 9 12 .0 3 25 一 一 2 .3 方差 分析 结果 的讨论 根 据 方 差分 析结 果 , 得 出 了各 因素对 各指 标 的影 响 . 对液 面波 动影 响的 主 次顺 序 为 : 出 口 面积 比 、 浸 人 深 度 、 出 口 角度 ; 对 冲 击 点 深 度 影 响 的 主次 顺 序 为 : 浸人 深度 、 出 口 角度 、 出 口 面积 比 . 根 据薄板 坯连 铸结 晶器 的 冶金 功能 , 对其内 部 钢 液 流动 有 如下 要求 : ( l) 减 少 液 面 的波 动 , 使 渣 液 均 匀覆 盖 钢液 , 减 少卷 渣 ; ( 2) 减 少 对凝 固坯 凡戈又

Vol.21 No.2 包燕平等：薄板坯连铸机浸人式水口的结构优化 ·137· 壳的冲刷，以便形成厚度均匀的坯壳，减少出现 度的增加而减小. 裂纹及拉漏的危险， (2)冲击点深度随水口出口面积与主通道面 因此优化结晶器浸人式水口结构，应根据正 积比的增加、水口出口下倾角的减小及水口浸人 交实验结果，即根据各因素对液面波动和冲击点 深度的减小而减小， 深度影响程度的不同，从减小液面波动和冲击点 (3)各因素对指标影响大小不同.对液面波 深度的角度出发，确定浸入式水口的结构， 动影响的主次顺序为：出口面积比、浸人深度、出 从减小液面波动的角度出发，应首先增加出 口角度；对冲击点深度影响的主次顺序为：浸入 口面积比，其次增加浸入深度和增加出口下倾 深度、出口角度、出口面积比. 角；而从减小冲击点深度的角度出发，应首先增 (4)正交优化试验的参数组合为出口面积比 加浸人深度，其次减小出口下倾角和增加出口面 1.3,出口角度为向下5°，浸入深度为280mm,可 积比.故综合考虑各因素的影响后，选取出口角 以满足提高拉速后的生产需要， 度因素的水平为3，出口面积比和浸入深度分别 参考文献 取水平3和2，这样得到在结晶器宽度为1050 mm、拉速为4.5m/min条件下的各因素优化的水 I GUnter Flemming,Franz Hofmann.CSP Plant Techno- 平取值：出口面积比（水平2）为1.3，出口角度（水 logy and Its Adaptation to Expanded Production 平3)为-5°，浸人深度（水平2）为280mm. Programme.MPT,1993,16(2):84 对正交优化后的参数组合，进行了试验 2 Yeon Hsin Wang.A Study of the Effect of Casting Conditions on Fluid Flow in the Mold Using Water 证，结果证明所选用的浸入式水口在拉速为 Moldings.In:Steelmaking Conference Proceeding, 4.5m/min条件下，结品器内液面敞开时的波高平 1990.473 均为3.4mm,冲击点深度为38mm.参照生产数 3 Gupta D,Lahiri A K.A Water Model Study of the 据及文献报道，这样的结果是完全可以满足生产 Flow Asymmetry Inside a Continuous Slab Casting 需要的. Mold.Metall Mater Trans B,1996,27B(10):757 4 Herbertson J,He O L,Flint P J,Mahapatra R B. 3结论 Modelling of Metall.Delivery to Continuous Cast- ing Moulds.In:Steelmaking Conference Proceedings. (1)结晶器内液面波动随水口出口面积与主 1991.171 通道面积比的加大，出口下倾角的增大及浸入深 Optimization of Submerged Entry Nozzle of Thin-Slab Continuous Casting Bao Yanping,Zhu Sansheng,Tian Naiyuan,Xu Baomei Metallurgy School.UST Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT In accordance with the thin-slab caster mould of Lanzhou I&S Co.,the effects of structure,immersion depth,outlet angle and shape on the fluid flow in mould by visualizing the fluid flow and measuring the wave amplitude and impetus under high speed casting have been stud- ied.The results can provide theoretical foundation for choosing reasonable structure of SEN. KEY WORDS thin-slab continuous casting;signal-noise ratio;submerged entry nozzle,water model study

V 0 1 . 2 1 N 0 . 2 包燕平等 : 薄板坯连铸机浸人式水 口 的结构优化 壳的 冲 刷 , 以 便形 成 厚 度 均 匀 的 坯 壳 , 减 少 出现 裂纹及 拉 漏 的危 险 . 因此 优化结晶器 浸 人 式水 口 结构 , 应 根 据正 交 实 验结 果 , 即根据各 因素对液 面 波 动和 冲 击点 深 度 影 响程 度 的 不 同 , 从减 小 液面 波 动和 冲 击点 深 度 的角 度 出发 , 确 定 浸人式 水 口 的结 构 . 从减 小液 面波 动 的角 度 出发 , 应 首先 增 加 出 口 面 积 比 , 其 次 增 加 浸人 深 度 和 增 加 出 口 下 倾 角 ; 而 从减 小 冲击点 深度的 角度 出发 , 应 首 先增 加 浸 人 深度 , 其次 减小 出 口 下倾角 和增 加 出 口 面 积 比 . 故 综 合 考 虑 各 因 素 的 影 响 后 , 选 取 出 口 角 度 因 素 的水 平 为 3 , 出 口 面积 比 和 浸 入 深 度分 别 取 水 平 3 和 2 , 这 样 得 到 在 结 晶 器 宽度 为 1 0 50 ~ 、 拉 速 为 .4 5耐m in 条 件 下 的各 因 素 优 化 的水 平 取值 : 出 口 面积 比 (水平 2) 为 1 . 3 , 出 口 角度 (水 平 3) 为一 5 。 , 浸 人 深度 (水 平 2) 为 2 80 ~ . 对正 交 优化 后 的 参数 组 合 , 进 行 了 试 验 验 证 , 结 果 证 明 所 选 用 的 浸 人 式 水 口 在 拉 速 为 4 . 5 耐m in 条件 下 , 结 晶器 内液面 敞开 时 的波 高平 均 为 3 . 4 ~ , 冲击 点 深 度 为 38 ~ . 参 照生 产 数 据及 文献报道 , 这样 的结 果是 完 全 可 以 满 足 生产 需 要 的 . 3 结论 ( 1) 结晶器 内液面 波动 随水 口 出 口 面 积 与 主 通道 面积 比的 加大 、 出 口 下 倾角的增 大及 浸人深 度 的增 加而减 小 . ( 2) 冲击 点 深 度 随水 口 出 口 面积 与 主通 道 面 积 比 的增 加 、 水 口 出 口 下倾角 的减 小 及 水 口 浸人 深度 的减 小而 减小 . ( 3) 各 因 素 对指 标 影 响 大 小 不 同 . 对 液 面波 动 影 响 的主 次顺 序 为 : 出 口 面 积 比 、 浸人 深度 、 出 口 角 度 ; 对冲 击点 深 度 影 响 的 主 次顺序 为 : 浸 人 深度 、 出 口 角 度 、 出 口 面积 比 . (4) 正交 优 化 试验 的参数组合 为 出 口 面积 比 1 . 3 , 出 口 角 度 为 向下 5 “ , 浸人 深度 为 2 8 0 r n 幻。 , 可 以 满 足提 高拉 速后 的生 产需 要 . 参 考 文 献 o o n t e r F z e m i n g , Far n z H o ifn an . e s P P l a nt T e e hn o - l o g y a n d I t s A d ap at ti o n t o E x Pa n d e d P or d u e t i o n Por g r a nu e · M p T , 19 9 3 , 1 6 ( 2 ) : 8 4 Y e o n H s i n Wa n g . A Stu d y o f th e E fe e t o f C as tin g C o n d i t i o n s o n F l u id F l o w i n th e M o ld U s in g W at e r M o ld i n g s . nI : S t e e ln ak in g C o n fe re n e e Por e e e d l n g , 19 9 0 . 4 7 3 G u Pat D , L ah 沉 A K · A Wat er M o d e l S tu dy o f ht e F l o w A s y n u n e try nI s i d e a C o nt 伽 o u s S lab C as t in g M o kl . M e at ll M at er T ar n s B , 1 9 9 6 , 2 7B ( 10 ) : 7 5 7 H e rb e rts o n J , H e O L , F lin t P J , M ah aP a atr R B . M o d e llin g o f M e at ll . D e li v e ry ot C o in in u o u s C a s t - in g M ou lds . ih : S t e e il n ak in g C o n fe re cn e P or e e e d in g s . 1 99 1 . 17 1 O P t im i z at i o n o f S u b m e gr e d E n try N o z z l e o f T h i n 一 S lab C o n t i n u o u s C a s t i n g aB o aY nP in g , hZ u aS n s h e n g , 乃。 n Na iyU a n , Xu B a o m e i M e t a ll ur g y S e h o o l , U S T B e ij i n g , B e ij in g 10 0 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T I n a e c o r d an e e w i t h ht e th i n 一s l a b e a s t e r m o u l d o f L a n z h o u l & 5 C o . , t h e e fl ’e e st o f s trU e ut r e , im m e r s i o n d e P th , o u t l e t a n g l e a n d s h a P e o n ht e fl u i d fl o w i n m o u ld b y v i s u a li z i n g t h e fl u i d fl o w a n d m e a s u r i n g th e w a v e am P liut d e a n d im P e ut s u n d e r h i g h s P e e d e a s t i n g h a v e b e e n s ut d - i e d . T h e r e s u l t s e a n P r o v i d e th e o r e ti e a l fo u n d a t i o n fo r e h o o s i n g r e a s o n a b l e s trU e ut er o f S E N . K E Y W O R D S t h in 一 s l a b e o n t i n u o u s e a s t i n g ; s i g n a l 一 n o i s e r a t i o : s u b m e r g e d e n t yr n o z z l e , w a te r m o d e l s ut d y