Vol.24 包燕平等：薄板坯连铸机新型浸入式水口 ·263· 根据作者已经进行的试验结果可知”，对于双 如图3和图4所示 侧孔水口，可以通过调节水口的结构，如浸入式 由图3和图4可知，在6.5mmin高拉速条 水口的出口角度、出口面积和浸人深度，来改变 件下，常用的双侧孔水口其液面平均波高达到 液面波动和注流冲击深度.但是对于双侧孔水 了1.45cm,已经不能满足薄板坯连铸的需要. 口，无法解决的问题是，当需要减少结晶器液面 而耗散型水口同双侧孔水口相比，即使波高大 波动时，往往增加注流的冲击深度；而当需要减 大低于1.0cm,也可以有效地减小结晶器内钢 少注流的冲击深度时，往往增加结晶器液面波 液面的波动高度，同时也减小注流的冲击深度， 动.因此双侧孔水口不能满足薄板坯连铸的高 因此较好地满足了高拉速条件下，结晶器内钢 拉速需要.为解决这一问题，开发了耗散型水 液流动对浸入式水口的要求. 口.耗散型水口采用了每侧2个出流孔，如图2 从流场显示试验可以明显看到，当试验中 所示，2个出流孔的注流在水口附近相遇，相互 使用双侧孔水口时，注流从水口流出后，直接冲 撞击并混合，耗散了部分动量.因此适当的调节 击到结晶器窄边，并且分为上下2个流股，上流 2个出流孔的角度、面积等，可以有效地调节结 股流动方向向上，形成上部循环流，使液面产生 晶器液面的波动大小和注流的冲击深度，达到 波动；而下流股向下形成下部循环流，冲击凝固 既减小液面波动的大小，又减小注流的冲击深 坯壳.当连铸拉速较高时，上下部循环流都非常 度.试验中2种水口的出流孔的总面积相同，耗 剧烈，上部循环流加剧导致了液面波动剧烈；而 散水口的出流孔角度、出流孔面积比和拉速如 下部循环流加剧导致了注流冲击深度的增加； 表1所示. 因此双侧孔水口不能完全满足薄板坯连铸高拉 速的需要.对于耗散型水口，由于每侧有2个出 流孔，2股注流相互碰撞并相互混合，耗散了部 分动量，形成的合速度的值明显小于双侧孔水 口注流的出流速度，因此同时减弱了上下循环 流，即在减小了液面波动的同时，也减小了注流 冲击深度.因此耗散型水口可以满足薄板坯连 铸高拉速的需要 耗散型水口 双侧孔水口 2.0 拉速6.5mmin 图22种漫入式水口结构图 1.5 Fig.2 Two configurations of SEN 1.0 表1试验采用的耗敝型水口结构和工艺参数 Table 1 Experiment conditions of dissipotion SEN 5 水口上下水口上下孔角度)浸入深度/拉速/ 0 孔面积比上(a)·下(a) cm m.min- 耗散型水口 双侧孔水口 1 J 15 24.5 6.0 图3不同类型水口结晶器液面平均波高 1 子 15 24.5 6.0 Fig.3 Average surface wave height of each SEN 1.75 5 24.5 6.0 43拉速6.5mmin 24.5 6.0 0.57 15 24.5 6.0 41 15 24.5 4.0 15 5 24.5 5.0 39 15 5 24.5 6.0 37 15 5 24.5 6.5 耗散型水口 双侧孔水口 图4不同类型水口结晶器注流冲击深度 2试验内容及结果分析 Fig.4 Penetration depth of each SEN 21耗散水口和双侧孔水口的对比试验 2.22种水口在不同拉速条件下的试验结果 为研究高拉速条件下，耗散水口的使用效 在其他条件不变，仅改变拉速时得到的试 果，进行了和双侧孔水口的对比试验，试验结果 验结果如图5和图6所示.V b l 一 2 4 包燕 平等 : 薄板 坯连 铸机新 型浸入 式水 口 根据作 者已 经进行 的试验 结果可 知 「圳 , 对 于 双 侧孔水 口 , 可 以通 过调节水 口 的结构 , 如浸人式 水 口的 出口 角度 、 出 口面 积和 浸人深度 , 来改 变 液 面波 动和 注 流冲击 深度 . 但是对于 双侧孔水 口 , 无法解决 的问题是 , 当需要减少结晶器液 面 波动时 , 往往增加 注流的 冲击深度 ; 而当需要减 少注流 的冲击深度 时 , 往往增加结晶器液面波 动 . 因 此双侧孔 水 口 不 能满足薄板坯连铸 的高 拉速需要 . 为解决这一 问题 , 开发了 耗散型 水 口 . 耗散型 水 口 采用 了每侧 2 个 出流孔 , 如 图 2 所示 , 2 个出流孔的注流在水 口 附近相遇 , 相互 撞击并混合 , 耗散 了部分动量 . 因此适 当的调节 2 个 出流孔 的角度 、 面积等 , 可 以 有效地调节结 晶器液面的波动大小和 注 流的 冲击深度 , 达到 既 减小液面波动的大小 , 又减小注 流的 冲击深 度 . 试验 中 2 种水 口 的出流孔 的总面积相 同 , 耗 散 水 口 的 出流孔角度 、 出流孔面 积 比 和拉 速如 表 1 所示 . 呼护哪甲 、 、 ) 卜 . 、 , 沐 , { 户 口 l今岁尸长 乙 如 图 3 和 图 4 所示 . 由图 3 和 图 4 可 知 , 在 .6 5 m · m i n 一 ,高拉速条 件下 , 常用的双侧孔水 口 其液 面平 均波高达到 了 1 . 4 5 。 m , 已经不能满足 薄板坯连铸 的需要 . 而耗散 型水 口 同双侧孔 水 口 相 比 , 即使 波高大 大低于 1 . o c m , 也 可 以 有效地减小结 晶器 内钢 液面 的波动高度 , 同时也减小注 流的冲击深度 , 因此较好地满足 了高拉速条件 下 , 结 晶器 内钢 液流 动对浸人式水 口 的要求 . 从 流场显示试验可 以 明显看到 , 当试验 中 使用双侧孔水 口 时 , 注流从水 口 流 出后 , 直接 冲 击到结 晶器 窄边 , 并且分为上 下 2 个流股 , 上 流 股流 动方 向向上 , 形成上 部循环流 , 使液 面产生 波动 ; 而下流股 向下 形成下部循环流 , 冲击凝 固 坯壳 . 当连铸拉速较高时 , 上下 部循环流都非常 剧烈 , 上部循环流加剧导致 了液面 波动剧烈 ; 而 下 部循环流加剧导致 了 注流 冲击深度 的增加 ; 因此双侧孔水 口 不能完全满足薄板坯连铸高拉 速 的需要 . 对于 耗散型水 口 , 由于 每侧有 2 个 出 流孔 , 2 股注 流相互碰撞 并相互 混合 , 耗 散了 部 分 动量 , 形成的合速度 的值 明显小 于 双侧孔水 口 注流 的出 流速度 , 因此 同时减 弱了 上下循环 流 , 即 在减小 了液面 波动的同时 , 也减小 了注 流 冲击深 度 . 因此耗散 型水 口 可 以 满足薄板坯连 铸 高拉 速的需要 . 耗散 型水 口 双侧孔 水 口 图 2 2 种漫 入式水 口结构 图 F i g · 2 1从 尸 0 e o n ifg u ar tio n s o f S E N 表 1 试验 采用 的耗散型 水 口 结构和工 艺参数 介b l e 1 E x P e r im e n t c o n dit i o n s o f d i s s i P o t io n S E N 水 口上下 水 口 上下 孔角度o(/ ) 孔面积 比 上 ( a 人 ) ’ 下 ( a 。 ) 浸人深度 / 拉速 / 拉 速 .6 5 m · m in 一 , l摹黝 鬓 之框侧巨娜日 m · m i n 一 I 耗 散型 水 口 双 侧孔水 口 图 3 不 同类型 水 口结 晶器 液面平 均波 高 F i g · 3 vA e r a g e s u r fa c e w a v e h e馆h t o f e a c h S E N 铡书凭之送日 1 5 1 2 5 1 . 7 5 1 5 1 1 5 0 . 5 7 1 5 1 1 5 1 15 1 1 5 1 15 拉速 .6 5 m · m in 一 , : 瓢 瓢 2 试验内容及结果分析 .2 1 耗散水 口和双侧孔水 口 的对比试验 为研究 高拉速条件 下 , 耗散水 口 的使用 效 果 , 进行 了和 双侧孔水 口 的对 比试验 , 试验结果 耗散 型水 口 双 侧孔 水 口 图 4 不 同类型 水 口 结晶器 注流 冲击深度 F ig · 4 P e n e t r a iot n d e P t h o f e a c h S E N o0n八曰ù onno `J 6 `U产O4 ù I 乙àU 6 砚J ù I àō、曰产J ù一I ù、 àù、七亡飞J ù 巧55 24 .2 2 2 种水 口在不 同拉速条件下 的试验结果 在其他条件不变 , 仅改变拉速时得到的试 验结果 如图 5 和 图 6 所示