·1402. 工程科学学报，第38卷，第10期 器液面波动均方根，可以发现以水口中心线为中心水 以水口中心线为中心水口两侧液面波动均方根对称性 口两侧液面波动均方根较为对称，两侧窄面液面波动 较差.对比图l8(a)和(b)发现拉速0.6m·min时液 均方根最小，说明波动最小：图18(b)为拉速0.6m· 面波动均方根大于拉速0.5m'min时，说明拉速增大 mi1下监测时间内结晶器液面波动均方根，可以发现 液面波动有加剧的趋势 4.0 4.0 a b 36 3.6 32 2.8 2.0 2.4 2.4 2.0 2.0 1.6 250-200-150-100-50050100150200250 250-200-150-100-50050100150200250 距水口距离mm 距水口距离/mm 图18不同拉速下结晶器液面波动均方根值.(a)0.5mmin:(b)0.6m·mim1 Fig.18 RMS values of level fluctuation at different casting speeds:(a)0.5m"min-;(b)0.6m"min- 1996,27(5):757 4结论 B]Panaras G A,Theodorakakos A,Berggeles G.Numerical investi- (1)基于利用粒子图像测速技术对结晶器内速度 gation of the free surface in a continuous steel casting mold model. Metall Mater Trans B,1998,29 (5):1117 场的测量，分析了拉速0.5m·min和0.6mmin下 4]Shen B Z,Shen H F.Liu B C.Instability of fluid flow and level 结晶器内的典型流态及各流态所占的比例.结果表 fluctuation in continuous thin slab casting mould.IS/J Int,2007, 明：拉速0.5m·min时单辊流占33%，双辊流占 47(3):427 31%,左侧强流占18%，右侧强流占18%：拉速为0.6 [5]Kasai N,Iguchi M.Water-model experiment on melting powder m·min时单辊流占15%，双辊流占10%，左侧强流占 trapping by vortex in the continuous casting mold.IS//Int,2007, 47(7):982 70%,右侧强流占5%. [6]Hibbeler L C,Thomas B G.Investigation of mold flux entrainment (2)基于利用粒子图像测速技术对结晶器内速度 in CC molds due to shear layer instability /A/STech 2010 Steel- 场的测量，分析了拉速0.5mmin和0.6m·min1下 making Conference Proceedings.Warrendale,2010:1 结晶器内流场的对称性，对称性的衡量指标包括：以水 Hibbeler L C,Thomas B G.Mold slag entrainment mechanisms in 口为中心两侧对称点速度随时间的变化、液面水平流 continuous casting molds.Iron Steel Technol,2013,10(10):121 速、水口两侧对称位置液面至结晶器底部垂直方向速 8] Yoshida J,Ohmi T,Iguchi M.Cold model study of the effects of 度和钢液对两侧窄面的冲击深度.结果表明拉速0.5 density difference and blockage factor on mold powder entrain- memt.ISnt,2005,45(8):1160 m·min时的流场对称性更优. [9]Funada T,Joseph DD.Viscous potential flow analysis of Kelvin- (3)基于利用粒子图像测速技术对结晶器内速度 Helmholtz instability in a channel.J Fluid Mech,2001,445:263 场的测量过程中电荷耦合器件相机捕捉的不同时刻液 [10]Thomas B G,Mika L J,Najjar F M.Simulation of fluid flow in- 面轮廓，分析了拉速0.5m·min和0.6m"min1下结 side a continuous slab-casting machine.Metall Trans B,1990, 晶器内液面波动特征.结果表明拉速为0.5m·min 21(2):387 时平均液面轮廓更加对称，而拉速为0.6m·min'时液 01] Sanchez+Perez R,Morales R D,Diaz-Cruz M,et al.A physical model for the two-phase flow in a continuous casting mold.IS/ 面波动更加剧烈 1t,2003,43(5):637 02] Torres-Alonso E,Morales R D,Garcia-Hernandez S,et al.In- 参考文献 fluence of straight nozzles on fluid flow in mold and billet quality. [1]Ramos-Banderas A,Sanchez-Perez R,Demedices-Garcia L,et Metall Mater Trans B,2008,39 (6):840 al.Mathematical simulation and physical modeling of unsteady flu- [13]Chaudhary R,Lee GG,Thomas B G,et al.Transient mold flu- id flows in a water model of a slab mold.Metall Mater Trans B, id flow with well-and mountain-bottom nozzles in continuous cast- 2004,35(3):449 ing of steel.Metall Mater Trans B.2008,39(6):870 Gupta D,Lahiri A K.A water model study of the flow asymmetry 14] Ramos I C,Morales R D.The role of submerged entry nozzle inside a continuous slab casting mold.Metall Mater Trans B, port shape on fluid flow turbulence in a slab mold.Metall Mater工程科学学报，第 38 卷，第 10 期 器液面波动均方根，可以发现以水口中心线为中心水 口两侧液面波动均方根较为对称，两侧窄面液面波动 均方根最小，说明波动最小; 图 18( b) 为拉速 0. 6 m· min － 1下监测时间内结晶器液面波动均方根，可以发现 以水口中心线为中心水口两侧液面波动均方根对称性 较差． 对比图 18( a) 和( b) 发现拉速 0. 6 m·min － 1时液 面波动均方根大于拉速 0. 5 m·min － 1时，说明拉速增大 液面波动有加剧的趋势． 图 18 不同拉速下结晶器液面波动均方根值． ( a) 0. 5 m·min － 1 ; ( b) 0. 6 m·min － 1 Fig． 18 ＲMS values of level fluctuation at different casting speeds: ( a) 0. 5 m·min － 1 ; ( b) 0. 6 m·min － 1 4 结论 ( 1) 基于利用粒子图像测速技术对结晶器内速度 场的测量，分析了拉速 0. 5 m·min － 1和 0. 6 m·min － 1下 结晶器内的典型流态及各流态所占的比例． 结果表 明: 拉 速 0. 5 m·min － 1 时 单 辊 流 占 33% ，双 辊 流 占 31% ，左侧强流占 18% ，右侧强流占 18% ; 拉速为 0. 6 m·min － 1时单辊流占 15% ，双辊流占 10% ，左侧强流占 70% ，右侧强流占 5% ． ( 2) 基于利用粒子图像测速技术对结晶器内速度 场的测量，分析了拉速 0. 5 m·min － 1和 0. 6 m·min － 1下 结晶器内流场的对称性，对称性的衡量指标包括: 以水 口为中心两侧对称点速度随时间的变化、液面水平流 速、水口两侧对称位置液面至结晶器底部垂直方向速 度和钢液对两侧窄面的冲击深度． 结果表明拉速 0. 5 m·min － 1时的流场对称性更优． ( 3) 基于利用粒子图像测速技术对结晶器内速度 场的测量过程中电荷耦合器件相机捕捉的不同时刻液 面轮廓，分析了拉速 0. 5 m·min － 1和 0. 6 m·min － 1下结 晶器内液面波动特征． 结果表明拉速为 0. 5 m·min － 1 时平均液面轮廓更加对称，而拉速为 0. 6 m·min － 1时液 面波动更加剧烈． 参 考 文 献 ［1］ Ｒamos-Banderas A，Sánchez-Pérez Ｒ，Demedices-García L，et al． Mathematical simulation and physical modeling of unsteady flu￾id flows in a water model of a slab mold． Metall Mater Trans B， 2004，35( 3) : 449 ［2］ Gupta D，Lahiri A K． A water model study of the flow asymmetry inside a continuous slab casting mold． Metall Mater Trans B， 1996，27( 5) : 757 ［3］ Panaras G A，Theodorakakos A，Berggeles G． Numerical investi￾gation of the free surface in a continuous steel casting mold model． Metall Mater Trans B，1998，29( 5) : 1117 ［4］ Shen B Z，Shen H F，Liu B C． Instability of fluid flow and level fluctuation in continuous thin slab casting mould． ISIJ Int，2007， 47( 3) : 427 ［5］ Kasai N，Iguchi M． Water-model experiment on melting powder trapping by vortex in the continuous casting mold． ISIJ Int，2007， 47( 7) : 982 ［6］ Hibbeler L C，Thomas B G． Investigation of mold flux entrainment in CC molds due to shear layer instability / / AISTech 2010 Steel￾making Conference Proceedings． Warrendale，2010: 1 ［7］ Hibbeler L C，Thomas B G． Mold slag entrainment mechanisms in continuous casting molds． Iron Steel Technol，2013，10( 10) : 121 ［8］ Yoshida J，Ohmi T，Iguchi M． Cold model study of the effects of density difference and blockage factor on mold powder entrain￾ment． ISIJ Int，2005，45( 8) : 1160 ［9］ Funada T，Joseph D D． Viscous potential flow analysis of Kelvin-- Helmholtz instability in a channel． J Fluid Mech，2001，445: 263 ［10］ Thomas B G，Mika L J，Najjar F M． Simulation of fluid flow in￾side a continuous slab-casting machine． Metall Trans B，1990， 21( 2) : 387 ［11］ Sanchez-Perez Ｒ，Morales Ｒ D，Díaz-Cruz M，et al． A physical model for the two-phase flow in a continuous casting mold． ISIJ Int，2003，43( 5) : 637 ［12］ Torres-Alonso E，Morales Ｒ D，Garcia-Hernandez S，et al． In￾fluence of straight nozzles on fluid flow in mold and billet quality． Metall Mater Trans B，2008，39( 6) : 840 ［13］ Chaudhary Ｒ，Lee G G，Thomas B G，et al． Transient mold flu￾id flow with well-and mountain-bottom nozzles in continuous cast￾ing of steel． Metall Mater Trans B，2008，39( 6) : 870 ［14］ Ｒamos I C，Morales Ｒ D． The role of submerged entry nozzle port shape on fluid flow turbulence in a slab mold． Metall Mater · 2041 ·