,820 北京科技大学学报 第29卷 762.0r 764 (a) 761.5 10.25米10.35 (b) ★一10.25一10.3g ●-10.4s+—10.5s 763 米-10.4s●10.5s 761.0 -10.6s◆10.7s 762 +—10.6s=—10.75 760.5 ◆◆ 761 760.0 760 759.5 759 桂转技容 159.00 80 130 180 1500 60 90 120 150 距结品器中心线的位置mm 距结晶器中心线的位置mm 图8侧孔倾角向下25时不同时间结晶器液面波动.(a)宽面：(b)窄面 Fig-8 Level fluctuation of fluid in the mould with a 25nozle outlet angle at different time:(a)wide side:(b)narrow side 水口侧孔向下倾角为5,10,15,20,25时，结 弯月面波动也较大， 晶器内弯月面宽面靠近结晶器壁面处的最大波动值 为了进一步分析达到较好流动效果的合理侧孔 分别为0.2,1.75,0.2,1.5,1.3mm,结晶器内弯 角度，在计算过程中，监测了钢水自由表面下l0mm 月面宽面靠近水口处的最大波动值分别为0.2， 靠近浸入式水口处的点和靠近壁面处的点钢水速度 0.75,0,1,0.75mm,结晶器内弯月面窄面靠近结 随时间的变化规律，如图9和图10所示.由图可 晶器壁面处的最大波动值分别为0,1,0,2.5， 见，弯月面下10mm靠近浸入式水口处的点，湍流 3mm,结晶器内弯月面窄面靠近水口处的最大波动 脉动引起的表面流速波动在5~6s后基本达到相对 值分别为0,1,0.2,0.5,1mm.可见，一定浸入深 稳定的状态，而弯月面下10mm靠近壁面处的点则 度下，水口向下侧角的大小对大方坯结晶器液面影 要经过7~8s左右其流动状态才基本达到稳定；这 响不大于3mm·其中侧孔向下倾角为5,10,15°时 说明壁面附近的钢液受出口钢水射流的冲击影响较 液面过于稳定，这样虽不利于卷渣，但也不利于化 大，钢液比较活跃，这与前述液面波高的结果是一致 渣，不利于结晶器保护渣有效地吸收钢液内上浮的 的，另外，不同侧孔倾角下的流场达到稳定时，靠近 夹杂物.为此，为了获得最好的综合冶金效果，建议 壁面和靠近水口处钢液速度都比较小，接近于0：但 选用侧孔向下倾角为20°或25°的结晶器浸入式水 向下20°倾角下，其靠近壁面和水口壁处的速度相 口.另外，结晶器内壁面附近的钢水受射流钢水的 对较大，钢液较活跃，有利于夹杂物的上浮排除 直接影响，较水口附近的钢水活跃，因此壁面附近的 0.35 0.40 b) 0.35( 0.30 0.35 0.30H 0.25 0.30 025 0.20 0.25 0.20 0.15 0.20 蜀 0.15 0.15 0.10 0.10 0.10 0.05 0.05 0.05 0 0 01 -0.05 -0.0 468 1012 0.056 4681012 0 2 4681012 时间s 时间s 时间s 0.35r (d) 0450 (e) 0.30 0.40H 0.25 035 0.30 020 0.25 0.15 0.20 包 0.10 0.15 0.10 0.05 0.05 04 wco 0 -0.05 024681012 -0.0 2 4681012 时间s 时间s 图9不同侧孔角时钢水表面下10mm靠近水口处点的速度随时间的变化曲线.(a)5°：(b)10°；(c)15°；(d)20°；(e)25° Fig Curves of velocity to time for the liquid steel near nozzle and 10mm below the free surface under different nozzle outlet angles:(a)5; (b)10°：(c)15°；(d)20°；(e)25图8 侧孔倾角向下25°时不同时间结晶器液面波动．（a） 宽面；（b） 窄面 Fig．8 Level fluctuation of fluid in the mould with a25°nozzle outlet angle at different time： （a） wide side；（b） narrow side 水口侧孔向下倾角为5‚10‚15‚20‚25°时‚结 晶器内弯月面宽面靠近结晶器壁面处的最大波动值 分别为0∙2‚1∙75‚0∙2‚1∙5‚1∙3mm‚结晶器内弯 月面宽面靠近水口处的最大波动值分别为0∙2‚ 0∙75‚0‚1‚0∙75mm‚结晶器内弯月面窄面靠近结 晶器壁面处的最大波动值分别为0‚1‚0‚2∙5‚ 3mm‚结晶器内弯月面窄面靠近水口处的最大波动 值分别为0‚1‚0∙2‚0∙5‚1mm．可见‚一定浸入深 度下‚水口向下侧角的大小对大方坯结晶器液面影 响不大于3mm．其中侧孔向下倾角为5‚10‚15°时 液面过于稳定‚这样虽不利于卷渣‚但也不利于化 渣‚不利于结晶器保护渣有效地吸收钢液内上浮的 夹杂物．为此‚为了获得最好的综合冶金效果‚建议 选用侧孔向下倾角为20°或25°的结晶器浸入式水 口．另外‚结晶器内壁面附近的钢水受射流钢水的 直接影响‚较水口附近的钢水活跃‚因此壁面附近的 弯月面波动也较大． 为了进一步分析达到较好流动效果的合理侧孔 角度‚在计算过程中‚监测了钢水自由表面下10mm 靠近浸入式水口处的点和靠近壁面处的点钢水速度 随时间的变化规律‚如图9和图10所示．由图可 见‚弯月面下10mm 靠近浸入式水口处的点‚湍流 脉动引起的表面流速波动在5～6s 后基本达到相对 稳定的状态‚而弯月面下10mm 靠近壁面处的点则 要经过7～8s 左右其流动状态才基本达到稳定；这 说明壁面附近的钢液受出口钢水射流的冲击影响较 大‚钢液比较活跃‚这与前述液面波高的结果是一致 的．另外‚不同侧孔倾角下的流场达到稳定时‚靠近 壁面和靠近水口处钢液速度都比较小‚接近于0；但 向下20°倾角下‚其靠近壁面和水口壁处的速度相 对较大‚钢液较活跃‚有利于夹杂物的上浮排除． 图9 不同侧孔角时钢水表面下10mm 靠近水口处点的速度随时间的变化曲线．（a）5°；（b）10°；（c）15°；（d）20°；（e）25° Fig．9 Curves of velocity to time for the liquid steel near nozzle and10mm below the free surface under different nozzle outlet angles： （a）5°； （b）10°；（c）15°；（d）20°；（e）25° ·820· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷