。766 北京科技大学学报 第31卷 由以上研究可见，CSP结晶器内卷渣主要发生 在液面失稳态时，液面稳定态时基本不会发生卷渣 现象. 液面稳定态时基本不发生液面剪切卷渣现象， 液面失稳态时会发生连续的剪切卷渣，如图5所示， MDD周期内连续剪切卷渣时间记作Tr,开始卷 渣的临界速度记作VLc,实验测得其VLm值为 0.23ms1.在本次使用的模拟保护渣特性下，剪 切卷渣T即略小于液面的失稳态时间.为了方便比 较，定义剪切卷渣率概念如下： 图3卷渣方式及位置 T wap (2) Fig 3 Schematic of mould pow der entrapment kp一TD 其中，Am为剪切卷渣率；T即为周期内平均连续剪 发生连续的剪切卷渣，如图中1所示；MDD高潮时 切卷渣时间，s;TD为MDD平均周期，s. 卷渣较剧烈，如图4(c)中1、2所示. (a4 水/油界面 (b) Tis 图5液面剪切卷渣示意图。()表面流速变化：(b)对应的卷指 数 Fig.5 Schematic of shear force entrapment:(a)variation in surface 剪切卷情 velocity:(b)corresponding entrapment index 可见，即与液面失稳比概念类似，但其值比相 应的失稳比小.实验观察发现，拉速越大，水口浸入 深度越浅时，两者的值越接近 拉速和水口浸入深度对液面剪切卷渣率p的 关系如图6所示.可见，ra即随拉速的增加而增大， 图4MDD过程对卷渣的影响.(aMDD开始前：(b)MDD开 拉速越大，拉速的增加对其影响越明显，拉速 始：(dMDD高潮 5.0mmin1时1r高达0.3l,如图6(a),这说明在 Fig.4 Influence of MDD process on pow der entrapment:a)be- 此拉速下液面31%的时间都在发生剪切卷渣：水口 fore MDD starting:(b)when MDD starting:(c)at the MDD maxi- mum 浸入深度对液面即的影响如图6(b),在拉速 0.35 0.22 (a） (b) 结品器宽：1200mm 030 结品器宽：1200mm 水口角度：-50 ● 水口角度：-50 0.20- 拉速：45m-min 浸入深度：250mm 025 020 0.16 0.15 42 4.4 46 4.8 220 240260280300320 拉速(mmin) 水口浸人深度mm 图6拉速(a)和水口浸入深度(b)对的影响 Fig.6 Influence of casting peed (a)and impaction depth (b)on图 3 卷渣方式及位置 Fig.3 S chematic of m ould pow der entrapment 发生连续的剪切卷渣, 如图中 1 所示 ;M DD 高潮时 卷渣较剧烈, 如图 4( c) 中 1 、2 所示. 图4 MDD 过程对卷渣的影响.( a) MDD 开始前;( b ) MDD 开 始;( c) MDD 高潮 Fig.4 Influence of MDD process on pow der entrapment:( a) be￾fore MDD starting ;(b) when MDD st arting ;( c) at the MDD maxi￾mum 由以上研究可见, CSP 结晶器内卷渣主要发生 在液面失稳态时, 液面稳定态时基本不会发生卷渣 现象. 液面稳定态时基本不发生液面剪切卷渣现象, 液面失稳态时会发生连续的剪切卷渣, 如图 5 所示, MDD 周期内连续剪切卷渣时间记作 Ttrap, 开始卷 渣的临界速度记作 V t, crit , 实验测得其 V t, crit 值为 0.23m·s -1 .在本次使用的模拟保护渣特性下, 剪 切卷渣 Ttrap略小于液面的失稳态时间 .为了方便比 较, 定义剪切卷渣率概念如下: ηtrap = T trap T D ( 2) 其中, ηtrap为剪切卷渣率;Ttrap为周期内平均连续剪 切卷渣时间, s ;T D 为 MDD 平均周期, s . 图 5 液面剪切卷渣示意图.( a) 表面流速变化;(b) 对应的卷指 数 Fig.5 S chematic of shear force entrapment:( a) variation in surface velocity ;( b) corresponding entrapment index 可见, ηtrap与液面失稳比概念类似, 但其值比相 应的失稳比小.实验观察发现, 拉速越大, 水口浸入 深度越浅时, 两者的值越接近. 拉速和水口浸入深度对液面剪切卷渣率 ηtrap的 关系如图 6 所示.可见, ηtrap随拉速的增加而增大, 拉速 越大, 拉速 的增加 对其影 响越明 显, 拉速 5.0 m·min -1时 ηtrap高达 0.31, 如图 6( a) , 这说明在 此拉速下液面 31 %的时间都在发生剪切卷渣 ;水口 浸入深度对液面 ηtrap的影响如图6 ( b ) , 在拉速 图 6 拉速( a) 和水口浸入深度( b) 对 ηtrap的影响 Fig.6 Influence of casting speed ( a) and impaction depth (b) on ηtrap · 766 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷