Vol.21 No.1 朱立光等：连铸结晶人保护渣膜状态的数学模拟 ·15· 2.1结晶器与铸坯间气隙及渣膜状态 壁与铸坯的固一固摩擦，恶化了润滑条件. 结晶器与铸坯之间的气隙宽度，在结晶器高 (2)拉坯速度， 度方向上逐渐增大，因而渣膜厚度也逐渐增 以1*保护渣为例，浇铸温度为1550℃条件 大.以1*保护渣为例，计算其在拉速等于1.5 下拉坯速度对气隙内渣膜状态的影响计算结果 m/min,浇铸温度为1550℃条件下在结晶器气隙 示于图4，结果表明，拉坯速度对渣膜状态的影响 内的渣膜存在状态.计算结果示于图2，可见总的 很复杂：l.5m/min拉速时，在结晶器出口前液渣 渣膜厚度等于结品器与铸坯之间气隙宽度，并逐 消失；1.7m/min时，在结晶器出口处仍存在0.17 渐增大，液态渣膜在距离弯月面400mm之前基 mm厚的液渣膜；1.9m/min时，在离弯月面40 本保持不变，400mm后急制衰减，至600mm处， mm处，液态渣膜就消失了；但2.1m/min拉速时， 液态渣膜消失，全部为固态渣膜， 却始终存在液态渣膜，能够起到良好的润滑效 果.可见，从保持结晶器液体润滑的角度出发，对 于一定熔化温度的保护渣，有一个最佳的拉坯速 0.8 度，低于或高于该速度，都会使液态渣膜过早消 失，不能发挥润滑作用. 0.6 人 0.25 V/m.min 0.4 0.20 1.7 0.2- 0.15 0 0.10 0 2.1 010 203040506070 0.05 H/cm 1.9 图2气隙内液固渣膜状态及厚度变化 0 010 203040506070 2.2渣膜状态影响因素分析 H/cm (1)保护渣熔化温度， 图4拉坯速度对液态渣膜的影响 图3表示拉速等于l.5m/min、浇铸温度为 (3)浇铸温度， 1550℃条件下不同熔化温度的保护渣在气隙内 拉速等于1.8m/min使用3渣时浇铸温度对 液体渣膜的存在状态，由图可见，具有较低熔化 渣膜状态影响的计算结果示于图5，结果表明，较 温度的保护渣，如2保护渣，Ts为1030℃，即使 高的浇铸温度，由于铸坯表面温度高，液态渣膜 在结晶器出口处，仍然保持厚度为0.17mm液渣 厚度较大.对于一定熔化温度的保护渣，在采取 膜，而3”保护渣，T为1175℃，在弯月面以下 低温浇铸时，很可能由于液态渣过早消失而出现 400mm处液态渣膜就已消失.可见，在上述连铸 润滑不良，因此，应针对不同的浇铸温度制度设 条件下，2"保护渣能够提供结晶器全程液态润 计肯有相应熔化温度的保护渣. 滑，1“，3渣，则在结晶器下口附近，出现结晶器铜 0.25 0.16 Ty/K Te/K 0.20 1303 0.12 1953 1823 0.15 1373 ww 0.08 0.10 1843,1773, 0.04 0.05 1883 、1448 0 0 0 10 20 3040506070 0 10 203040 506070 H/cm H/cm 图5浇铸温度对液态渣膜厚度的影响 图3熔化温度对液态渣膜厚度的影响朱 立光等 连铸结晶 人保护渣 膜状态 的数学模拟 结 晶器 与铸坯 间气隙及渣 膜状态 结 晶 器 与铸坯 之 间的气 隙宽度 ， 在 结 晶器 高 度 方 向 上 逐 渐 增 大 ， 因 而 渣 膜 厚 度 也 逐 渐 增 大 以 “ 保 护 渣 为 例 ， 计 算 其 在 拉 速 等 于 耐 ， 浇 铸温 度 为 ℃ 条 件 下 在 结 晶器 气 隙 内的渣 膜存 在 状态 计算 结 果 示 于 图 ， 可 见 总 的 渣 膜 厚 度 等 于 结 晶 器 与铸坯 之 间气 隙宽度 ， 并 逐 渐 增 大 ， 液 态 渣 膜 在 距 离 弯 月 面 之 前 基 本保 持不 变 ， 后 急剧 衰减 ， 至 处 ， 液 态渣 膜 消 失 ， 全 部 为 固态渣 膜 壁 与铸坯 的 固一固摩 擦 ， 恶化 了 润 滑条件 拉坯 速 度 以 “ 保 护 渣 为例 ， 浇 铸 温 度 为 巧 ℃ 条件 下 拉 坯 速 度 对气 隙 内渣 膜 状 态 的影 响 计算 结 果 示 于 图 结 果 表 明 ， 拉 坯 速度 对渣 膜 状态 的影 响 很 复 杂 耐 拉 速 时 ， 在 结 晶 器 出 口 前 液 渣 消 失 而 时 ， 在 结 晶 器 出 口 处仍存在 厚 的 液 渣 膜 时 ， 在 离 弯 月 面 处 ， 液 态渣 膜 就 消失 了 但 拉速 时 ， 却 始 终 存 在 液 态 渣 膜 ， 能 够 起 到 良好 的 润 滑 效 果 可 见 ， 从保 持 结 晶器 液 体 润 滑 的角 度 出发 ， 对 于 一 定 熔 化 温度 的保 护 渣 ， 有 一 个 最 佳 的拉坯 速 度 ， 低 于 或 高 于 该 速 度 ， 都 会 使 液 态 渣 膜 过 早 消 失 ， 不 能 发挥 润 滑作 用 脚 一 ’ 卜 曰、一 省日 省日已 、 一卜 古 月 图 气隙 内液固渣膜状态及厚度变化 一 心 ’ 必 、 渣 膜状态影 响 因素分析 保 护渣 熔 化温 度 图 表 示 拉 速 等 于 而 、 浇 铸 温 度 为 ℃ 条 件 下 不 同熔 化 温 度 的 保 护 渣 在 气 隙 内 液 体渣 膜 的存 在 状 态 ， 由 图 可 见 ， 具 有 较 低 熔 化 温度 的保 护 渣 ， 如 保 护 渣 ， 几 为 ℃ ， 即 使 在结 晶器 出 口 处 ， 仍 然 保 持 厚 度 为 们 液 渣 膜 ， 而 保 护 渣 ， 爪 为 ℃ ， 在 弯 月 面 以 下 处液 态渣 膜 就 已 消 失 可 见 ， 在 上 述 连 铸 条 件 下 ， 保 护 渣 能 够 提 供 结 晶 器 全 程 液 态 润 滑 ， “ ， 渣 ， 则 在 结 晶 器 下 口 附近 ， 出现 结 晶器 铜 图 拉坯速度对液态渣膜的影响 浇铸温度 拉 速等于 使用 “ 渣 时浇铸 温度 对 渣 膜状 态影 响 的计算结 果 示 于 图 结 果 表 明 ， 较 高 的 浇 铸 温 度 ， 由于 铸 坯 表 面 温 度 高 ， 液 态 渣 膜 厚 度 较 大 对 于 一 定 熔 化 温 度 的保 护 渣 ， 在 采 取 低 温 浇 铸 时 ， 很 可 能 由于 液 态 渣 过 早 消失 而 出现 润 滑 不 良 ， 因此 ， 应 针 对 不 同 的 浇 铸 温 度 制 度 设 计 肯有相 应熔 化温 度 的保护渣 一 苏夕 洲 、 、 一 一 ‘ 、 ‘ 、 、 科、 、 二 厂万号一七今 夕叮 、 ‘ 丫 ‘ ’ “ ” ‘ ’ ’ 入 日 八︸ 、讨 、日曰 图 熔化温度对液态渣膜厚度的影响 产刀 图 浇铸温度对液态渣膜厚度的影响