,1134 北京科技大学学报 第32卷 向下，且流股逐渐扩散，当中心流股达到一定深度 置进一步提升，且钢水到达坯壳附近时的平均速 后，形成一股向上回旋的流股并能到达自由液面，但 度为0.0836m·s,对当地坯壳的冲击强度明显 在自由液面处的流速很小，约为0.012m·s.如 的降低，这将有利于坯壳均匀生长，图3(c)所示 图4所示，当钢水到达结晶器出口处时，速度为 为截取的结晶器弯月面处和水口出口处以及弯月 0.223ms,远大于拉速0.0133m·s1(0.8m· 面下300500和700mm处的横截面速度矢量图. mn),即冲击深度深，这将不利于夹杂物与气泡 可以看出，使用该水口浇铸时，钢水可以在结晶器 上浮和去除.当采用四分径向水口时，钢水从侧孔 中形成水平旋流，该水平旋流有利于结晶器横截 流出形成射流直接冲向宽、窄面，其冲击速度逐渐减 面周向上的坯壳厚度均匀分布，这将降低铸坯表 小，到达坯壳附近时，钢水平均速度为0.162m·s1, 面缺陷的发生率。且弯月面处的水平旋流能稳定 并形成向上和向下的两个回流，与直通式水口相 弯月面的波动，减少卷渣的几率，并能为弯月面处 比，下部回流中心的位置有显著提升，这将有利提 提供热源，改善熔渣，这种水平旋流削弱了钢水在 高上部钢水温度，促进保护渣的熔化，并有利于夹 Z向上的速度，降低了冲击深度，从而有利于均匀 杂物与气泡的上浮和吸收、当采用四分切向水口 钢水成分与温度，水平旋流也将有利于抑制柱状 时，钢水从侧孔流出后也形成了向上和向下的两 晶生长，提高等轴晶率，达到类似M~EMS的冶金 个回流，但与四分径向水口相比，其回流中心的位 效果 0- 0- →911w 放大 放大 0.2 0.2 0.4- ,-0.162m.s1 放大 w(m-s-l) cm.s' 放大 0.65 0.60 0.8 0.50 0.55 14 .40 0.6 1.0- 000 505205 1.2 0.01 0.8 (b) Z=103 mm Z=220 m =0.0836ms1 04 Z=400 mm tm.s Z=600 0.6 mm Z=800 0.8 mm (e) 图3三种不同水口条件下结晶器内钢水流场.()直通式；(b)四分径向式：(c四分切向水口 Fig 3 Flw fiels ofmolten steel n the blom mol with different SENs (a)stmaight single SEN:(b)quad-furcated SEN with outlets n madial di rection (c)quad-furaled SEN w ith outlets n tangential direction北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 向下‚且流股逐渐扩散‚当中心流股达到一定深度 后‚形成一股向上回旋的流股并能到达自由液面‚但 在自由液面处的流速很小‚约为 0∙012ｍ·ｓ —1．如 图 4所示‚当钢水到达结晶器出口处时‚速度为 0∙223ｍ·ｓ —1‚远大于拉速 0∙0133ｍ·ｓ —1 （0∙8ｍ· ｍｉｎ —1 ）‚即冲击深度深‚这将不利于夹杂物与气泡 上浮和去除．当采用四分径向水口时‚钢水从侧孔 流出形成射流直接冲向宽、窄面‚其冲击速度逐渐减 小‚到达坯壳附近时‚钢水平均速度为 0∙162ｍ·ｓ —1‚ 图 3 三种不同水口条件下结晶器内钢水流场．（ａ） 直通式；（ｂ） 四分径向式；（ｃ）四分切向水口 Ｆｉｇ．3 ＦｌｏｗｆｉｅｌｄｓｏｆｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｉｎｔｈｅｂｌｏｏｍｍｏｌｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＳＥＮｓ：（ａ） ｓｔｒａｉｇｈｔｓｉｎｇｌｅＳＥＮ；（ｂ） ｑｕａｄ-ｆｕｒｃａｔｅｄＳＥＮｗｉｔｈｏｕｔｌｅｔｓｉｎｒａｄｉａｌｄｉ- ｒｅｃｔｉｏｎ；（ｃ） ｑｕａｄ-ｆｕｒｃａｔｅｄＳＥＮｗｉｔｈｏｕｔｌｅｔｓｉｎｔａｎｇｅｎｔｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 并形成向上和向下的两个回流．与直通式水口相 比‚下部回流中心的位置有显著提升‚这将有利提 高上部钢水温度‚促进保护渣的熔化‚并有利于夹 杂物与气泡的上浮和吸收．当采用四分切向水口 时‚钢水从侧孔流出后也形成了向上和向下的两 个回流‚但与四分径向水口相比‚其回流中心的位 置进一步提升‚且钢水到达坯壳附近时的平均速 度为0∙0836ｍ·ｓ —1‚对当地坯壳的冲击强度明显 的降低‚这将有利于坯壳均匀生长．图 3（ｃ）所示 为截取的结晶器弯月面处和水口出口处以及弯月 面下 300、500和 700ｍｍ处的横截面速度矢量图． 可以看出‚使用该水口浇铸时‚钢水可以在结晶器 中形成水平旋流．该水平旋流有利于结晶器横截 面周向上的坯壳厚度均匀分布‚这将降低铸坯表 面缺陷的发生率．且弯月面处的水平旋流能稳定 弯月面的波动‚减少卷渣的几率‚并能为弯月面处 提供热源‚改善熔渣．这种水平旋流削弱了钢水在 Ｚ向上的速度‚降低了冲击深度‚从而有利于均匀 钢水成分与温度．水平旋流也将有利于抑制柱状 晶生长‚提高等轴晶率‚达到类似 Ｍ--ＥＭＳ的冶金 效果． ·1134·