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.940 北京科技大学学报 第29卷 影响，从结晶器水口出口的速度分布可知，随着旋 器浸入式水口内壁底部440mm时，结晶器钢水弯 流片高度的减小，结晶器出口处厚度方向速度增大， 月面温度居中，从钢水弯月面温度分布角度来看， 造成结晶器内钢水弯月面活跃，且均匀，相应的钢水 旋流片距结晶器浸入式水口内壁底部390mm较为 弯月面温度也有所增高，也就是说旋流片高度降低 合适，有利用结晶器内保护渣的熔化， 会使钢水弯月面温度增高，在旋流片高度为80mm 时，整个钢水弯月面平均温度在1521℃左右；而在 3结论 旋流片高度为100mm时，整个钢水弯月面平均温 (1)结晶器旋流水口会稍微增加水口两侧高温 度降到1518℃左右；旋流片高度为150mm时，钢 区的不对称性，但能提高弯月面处钢水的温度，使弯 水弯月面温度最低，为1516℃.换句话说，旋流片 月面处钢水温度更均匀，传统水口从水口到弯月面 高度由80mm增加到l50mm,钢水弯月面温度平均 处温降约为15℃左右，而旋流水口仅为10℃. 降低了约5℃. (2)增加拉速或降低旋流片高度，会增加钢水 2.5旋流片位置对结晶器温度场的影响 弯月面处的温度：旋流片角度为120°或旋流片距水 旋流片底部距结晶器浸入式水口内壁底部分别 口底部390mm时，钢水弯月面处温度最高， 为340mm(下移50mm),390mm(正常位置)， 440mm(上移50mm),其他工艺参数相同，具体见 参考文献 表1中No.1、No.12~13.旋流片在正常位置和下 [1]蔡开科，潘毓淳，赵家贵-连续铸钢500问.北京：冶金工业 移50mm时，结晶器内钢水的温度分布很相近，而 出版社，1994.145 [2]雷洪，朱苗勇.板坯连铸结晶器流场优化.炼钢，2000,16 在旋流片上移50mm时，结晶器水口右边的高温区 (3):29 域减小，表现为不对称，这一结果与相应的速度分布 [3]于会香，张炯明，王万军.板坯连铸浸入式水口出口速度对结 有关.在旋流片上移50mm时，水口出口厚度方向 晶器流场影响的数值模拟.北京科技大学学报，2002,24(5)： 的速度有明显的减小，从而造成旋流效果变差 492 图7是旋流片位置对结晶器上表面线5的温度 [4]Yokoya S,TakagiS.Iguchi M.Swirling flow effect in immersion nozzle on flow in slab continuous casting mold.ISIJ Int.2000. 分布的影响，由图可见，旋流片底部距水口内壁底 40(6):578 部390mm时，结晶器内钢水弯月面处温度最高，平 [5]Yokoya S.Takagi S.Iguchi M.Swirling flow control in immer- 均温度在1521℃左右；旋流片距结晶器浸入式水口 sion nozzle for continuous casting process.ISIJ Int,2001.41 内壁底部340mm时，结晶器内钢水弯月面处温度 (Suppl):S47 最低，平均温度在1515℃左右；旋流片底部距结晶 [6]Yokoya S.Takagi S.Tada K,et al.Swirling flow effect in bot- 1795 tomless immersion nozzle on bulk flow in high throughput slab 1794 正常位置 continuous casting mold.ISIJ Int,2001.41(10):1201 1793 [7]Yokoya S,Takagi S,Otani S,et al.Swirling flow effect in sub- 兰1792 merged entry nozzle on bulk flow in high throughput slab continu 到1791 1790叶 下移50mm ous casting mold.ISIJ Int.2001.41(10):1208 [8]Yokoya S,Takagi S.Control of heat and mass transport in con- 1789 上移50mm tinuous casting mold through swirling flow in immersion nozle 1788 中国钢铁年会论文集.北京：冶金工业出版社，2003：330 1787L 6.15-0.10-0.0500.050.100.15 [9]陶文铨.数值传热学.西安：西安交通大学出版社，1989,65 距离m [10]Launder B E.Spading D B.The numerical calculation of turbu- lent flows.Comput Method Appl Mech Eng.1974.15(3): 图7旋流片位置对结晶器上表面线5温度分布的影响 269 Fig.7 Effect of blade position on the temperature distribution at Line 5 of the mold Numerical simulation on the effect of swirling nozzles on the temperature field in a continuous casting mold LU Jinxiong,ZHANG Chen2,HU Huijun),CHEN Yanyan,ZHANG Jiongming 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China影响．从结晶器水口出口的速度分布可知随着旋 流片高度的减小结晶器出口处厚度方向速度增大 造成结晶器内钢水弯月面活跃且均匀相应的钢水 弯月面温度也有所增高也就是说旋流片高度降低 会使钢水弯月面温度增高．在旋流片高度为80mm 时整个钢水弯月面平均温度在1521℃左右；而在 旋流片高度为100mm 时整个钢水弯月面平均温 度降到1518℃左右；旋流片高度为150mm 时钢 水弯月面温度最低为1516℃．换句话说旋流片 高度由80mm 增加到150mm钢水弯月面温度平均 降低了约5℃． 2∙5 旋流片位置对结晶器温度场的影响 旋流片底部距结晶器浸入式水口内壁底部分别 为340mm （下移 50mm ）390mm （正常位置） 440mm（上移50mm）其他工艺参数相同具体见 表1中 No．1、No．12～13．旋流片在正常位置和下 移50mm 时结晶器内钢水的温度分布很相近而 在旋流片上移50mm 时结晶器水口右边的高温区 域减小表现为不对称这一结果与相应的速度分布 有关．在旋流片上移50mm 时水口出口厚度方向 的速度有明显的减小从而造成旋流效果变差． 图7是旋流片位置对结晶器上表面线5的温度 分布的影响．由图可见旋流片底部距水口内壁底 部390mm 时结晶器内钢水弯月面处温度最高平 均温度在1521℃左右；旋流片距结晶器浸入式水口 内壁底部340mm 时结晶器内钢水弯月面处温度 最低平均温度在1515℃左右；旋流片底部距结晶 图7 旋流片位置对结晶器上表面线5温度分布的影响 Fig．7 Effect of blade position on the temperature distribution at Line5of the mold 器浸入式水口内壁底部440mm 时结晶器钢水弯 月面温度居中．从钢水弯月面温度分布角度来看 旋流片距结晶器浸入式水口内壁底部390mm 较为 合适有利用结晶器内保护渣的熔化． 3 结论 （1） 结晶器旋流水口会稍微增加水口两侧高温 区的不对称性但能提高弯月面处钢水的温度使弯 月面处钢水温度更均匀传统水口从水口到弯月面 处温降约为15℃左右而旋流水口仅为10℃． （2） 增加拉速或降低旋流片高度会增加钢水 弯月面处的温度；旋流片角度为120°或旋流片距水 口底部390mm 时钢水弯月面处温度最高． 参 考 文 献 ［1］ 蔡开科潘毓淳赵家贵．连续铸钢500问．北京：冶金工业 出版社1994：145 ［2］ 雷洪朱苗勇．板坯连铸结晶器流场优化．炼钢200016 （3）：29 ［3］ 于会香张炯明王万军．板坯连铸浸入式水口出口速度对结 晶器流场影响的数值模拟．北京科技大学学报200224（5）： 492 ［4］ Yokoya STakagi SIguchi M．Swirling flow effect in immersion nozzle on flow in slab continuous casting mold．ISIJ Int2000 40（6）：578 ［5］ Yokoya STakagi SIguchi M．Swirling flow control in immersion nozzle for continuous casting process．ISIJ Int200141 （Suppl）：S47 ［6］ Yokoya STakagi STada Ket al．Swirling flow effect in bottomless immersion nozzle on bulk flow in high throughput slab continuous casting mold．ISIJ Int200141（10）：1201 ［7］ Yokoya STakagi SOtani Set al．Swirling flow effect in submerged entry nozzle on bulk flow in high throughput slab continuous casting mold．ISIJ Int200141（10）：1208 ［8］ Yokoya STakagi S．Control of heat and mass transport in continuous casting mold through swirling flow in immersion nozzle∥ 中国钢铁年会论文集．北京：冶金工业出版社2003：330 ［9］ 陶文铨．数值传热学．西安：西安交通大学出版社1989：65 ［10］ Launder B ESpading D B．The numerical calculation of turbulent flows．Comput Method Appl Mech Eng197415（3）： 269 Numerical simulation on the effect of swirling nozzles on the temperature field in a continuous casting mold LU Jinxiong 1）ZHA NG Chen 2）HU Huijun 2）CHEN Y anyan 1）ZHA NG Jiongming 1） 1） Metallurgical and Ecological Engineering SchoolUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ·940· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷