◆264· 北京科技大学学报 2002年第3期 1.6 1.4 2.3出口上下孔面积比对流场的影响 平均液面波高双侧) 1.0 在保证水口注流出孔的总面积不变的条件 b 双侧孔水口 0.8 下，仅改变了上下出流孔的面积比时得到的试 0.6 验结果如图7和图8所示. 0.4 0.2 耗散型水口 图7中可以发现，当水口两侧上下孔面积 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 比增大时，结晶器内液面波高也随之而明显地 v/m.min 增高.这是因为当水口两侧上下孔面积比增大 图5拉速对液面波动的彩响 时，即上孔面积增大，则上孔的流股变大，引起 Fig.5 The effect casting speed on surface turbulence 上回流的强度加剧，从而使得液面波动加剧.试 45 验结果可知，在上下孔面积比为0.57到1.75的 40 双侧孔水口 变化范围内，都可以满足薄板坯连铸的要求， 由图8可知，当水口两侧上.下孔面积比增 耗散型水口 大时，从水口出流孔出来的流股对结晶器窄边 0 的冲击深度在逐渐减小.这是由于水口两侧上 4.0 4.5 5.0 5.5 6.06.5 下孔面积比增大时，也即上孔面积的增大趋势 v/m.min 图6拉速对冲击深度的影响 较下孔的大，因而增大了上回流的强度，而下回 Fig.6 The effect casting speed on penetration depth 流的强度减弱，这样就减小了流股对结晶器窄 边的冲击深度.由此可见，耗散型水口可以通过 由图5直线得： 双侧孔水口y=0.34x-1.35 (1) 改变上下孔面积比调整结晶器内液面的波动大 耗散型水口y=0.1632x-0.4606 (2) 0.48 双侧孔水口y'=2.25x+28.038 (3) 0.46 耗散型水口y'=0.89x+33.075 (4) 0.44 v=6m.min 式中，x,y分别表示拉速和液面高度；y表示冲 日0.42 击深度. 奚0.40 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 由图5和图6可以看到，随拉速的增大，结 上下孔面积比 晶器内液面波动波高和流股对结晶器窄边的冲 图7水口上下孔面积比对液面波动的影响 击深度都增加，但与双侧孔水口相比较，耗散水 Fig.7 Effect of outlet's ratio of area on surface turbulence 口随拉速的增加，其液面波高和注流冲击深度 四 的曲线的斜率都较小，而双侧孔水口其液面波 v=6m.min 39 高和注流冲击深度都增加，变化非常明显.因此 在高拉速条件下2种水口的差别非常明显.耗 38 散型水口在高拉速条件下很好的满足了薄板坯 37 连铸的需要.而双侧孔水口在拉速较低的条件 下，可以满足薄板坯连俦的需要，当拉速达到 0 0.8 1.2 1.6 2.0 上下孔面积比 5.5m/min以上时，其液面平均波高已经接近10 图8水口上下孔面积比对冲击深度的影响 mm,不能满足薄板坯连铸高拉速的需要 Fig.8 Effect of outlet's ratio of area on penetration depth 表2耗散型水口注流出口上下孔角度变化对流场的影响（拉速v=6mmi加） Table 2 The effect of outflow angle of dissipation SEN on flowfield 出口角度/() 各测点液面波动高度/cm 试验号 冲击深度/cm tgatgas 上(a) 下(a) 9 10 11 平均 左 右 平均 25 15 1.7 0.52 0.51 0.44 0.49 40 38 39 2 25 15 1.7 0.42 0.44 0.42 0.43 40 38 39 3 15 5 3.1 0.68 0.62 0.61 0.64 39 38 38.5 4 15 5 3.1 0.49 0.53 0.59 0.54 39 38 38.5一 4 6 2 0 0 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 3 - 2 2 1 · 厂 6 一 一 一 一 一一 一 - - I · 4 r l · 卜了 平均液面波高 风钡归 2 l · 0 申 ’ 0 十 . 8 0 “ . { _ 一 ` ’ 拦拼一一 . 一 U 一 一 一 一 一 一 L J - - - - - - - - , , 孟 ’ 双侧孔水 口 日。、侧褪闷澳 耗散型水 口 4 . 0 4 . 5 5 . 0 5 . 5 v / m · m i n 一’ 图 S 拉速 对液 面波动 的影 响 Fi g . 5 T h e e fe e t e a s it n g s P e e d o n s u far e e t u r b u l e n c e 4 5 厂一 一一一 一一 一一一 双侧孔水 日 二二三` 耗散型水 口 .2 3 出口 上下 孔面积比对流场的影响 在保证水 口 注流 出孔 的 总面积不变 的条件 下 , 仅改变 了上 下出流孔 的面积 比时得到 的试 验结 果如 图 7 和 图 8 所示 . 图 7 中可 以发现 , 当水 口 两侧 上下孔面积 比增大时 , 结晶器 内液 面 波高也随之而 明显 地 增高 . 这是 因 为 当水 口 两侧 上下孔面积 比增 大 时 , 即上孔 面积增大 , 则 上孔 的流股变 大 , 引起 上 回流的强度加剧 , 从而使 得液面波动加剧 . 试 验结果可 知 , 在 上 下孔面积 比 为 .0 57 到 1 . 75 的 变化范 围 内 , 都 可 以满足薄板坯 连铸的要求 . 由图 8 可 知 , 当水 口 两侧上下孔 面 积 比增 大时 , 从水 口 出 流孔 出来 的流股对结 晶器窄边 的冲击深 度在逐渐减小 . 这是 由于水 口两侧 上 下孔 面积 比增大 时 , 也 即上孔面积 的增 大趋 势 较下孔的大 , 因而增大 了上 回流 的强度 , 而 下 回 流 的强度 减弱 , 这样 就减小 了流股对 结晶器窄 边 的冲击深度 . 由此可见 , 耗散型水 口 可 以通过 改变上下孔面积 比调整结 晶器 内液 面 的波动大 nU亡J 4O 内j ù、 侧拍免之蜓日 4 . 0 4 . 5 5 . 0 5 . 5 6 . 0 6 . 5 v / m · m i n 一 ’ 图 6 拉 速对 冲击 深度 的影 响 F i g · 6 T h e e fe c t c a s it n g s P e e d o n P e n e t r a it o n d e P t h 由图 5 直线得 : 双侧孔水 口 y = .0 3 4x 一 1 . 35 ( l) 耗散型 水 口 夕= 0 . 1 6 3 2x 一 0 . 4 6 0 6 ( 2 ) 双侧孔水 口 夕 ` 一 2 . 2 5+x 2 8 . 0 3 8 ( 3 ) 耗散型 水 口 丫二 o .8 9x + 3 3 .0 75 ( 4 ) 式 中 , x , y 分 别表示拉 速和 液面高度 ; y ` 表示 冲 击深度 . 由图 5 和 图 6 可 以看到 , 随拉 速的增大 , 结 晶器 内液面波动波高和 流股对结 晶器窄边 的冲 击深度都增加 , 但与双侧孔水 口 相 比较 , 耗散水 口 随拉速 的增 加 , 其 液面波高 和注 流冲击深度 的曲线 的斜率都 较小 , 而双侧孔水 口 其 液面波 高和 注流冲击 深度都增加 , 变化非常明显 . 因此 在高拉速条件 下 2 种水 口 的差别 非常明显 . 耗 散型 水 口 在高拉速 条件下很好 的满足 了薄板坯 连铸 的需要 . 而双侧孔水 口 在拉速较低 的条件 下 , 可 以满 足薄板坯连铸 的需 要 , 当拉 速达到 5 . 5 m /m in 以上时 , 其液 面平均波高 已经 接近 or ~ , 不 能满足薄板坯 连铸高拉速 的需 要 . 0 . 4 8 0 . 4 6 0 . 4 4 0 . 4 2 0 . 4 0 铡框写樱之斗旧日 0 . 4 0 . 8 1 . 2 上 下孔 面积 比 6 2 . 0 图 7 水 口上 下孔 面积 比对 液面 波动 的影响 iF g . 7 E fe e t o f o u tl e t , 5 r a t i o o f a r e a o n s u r fa e e t u r b u l e n e e ó只勺C,U 产 4 傀j ,内j à、 日。侧书几、迷 0 . 4 0 . 8 1 . 2 上下孔 面 积 比 6 2 . 0 图 8 水 口上 下孔 面积 比对冲 击深 度 的影响 F i g . 8 E fe e t o f o u t l e t , 5 r a t i o o f a r e a o n P e n e t r a t i o n d e P th 表 2 耗散 型水 口注 流 出 口上 下孔角 度变 化对流 场 的影 响(拉 速 v = 6 m · m in aT b l e 2 T h e e fe e t o f o u tfl ow a n g l e o f d is s i P a ti o n S E N o n n o w if e l d 试验号 出 口 角度 / (o) 上 ( a ^ ) 下 ( a B ) 各测 点液 面波动高度c/ m 冲击深度 c/ m 平均 39.85 左一4039 右一38 心ù、 44 J 斗6 `J … nU 0 叶月`,n ,I C 6 、ùJ … 4 n00 `, 64 , ù乙八,09 、éù 4 `U . … 八U o ū月了/ 曰n ,1 . .1 . … , .1J I à内、, j 2 5 2 5 l 5 l 5 l 5 1 5