正在加载图片...
第9期 卢金雄等：旋转流水口对结晶器钢水温度场影响的数值模拟 .939 了宽面附近温度较低；而没有装旋流片的结晶器上 场几乎是对称的：而旋流片角度为90°，150°，180° 表面温度变化较大，因此，旋流水口对结晶器保护 时，两个水口出口温度处（高温区）分布的对称程度 渣的熔化，对保证一定量的熔渣层厚度，防止结晶器 有所降低，并且高温区只局限在水口出口处 钢水卷入保护渣有一定的作用. 以结晶器上表面线2为例，图5是旋流片旋转 2,2拉速对结晶器温度场的影响 角度对温度分布的影响，从图中可以看到，旋流片 由于拉速通常与结晶器宽度有关，通常来说结 旋转120°时上表面温度最高，并且在结晶器厚度方 晶器宽度越大拉速越小，在保证旋流片高度和旋流 向上温度变化也相对要均匀些；而旋流片旋转90°， 片角度不变情况下，分析讨论结晶器宽度、拉速对结 150°，180°时，结晶器上表面温度依次降低，相差1℃ 晶器内钢水流动的影响，具体工艺参数见表1中 左右，因此，旋流片角度对结晶器内钢水弯月面的 No.2、No.8~11,结果表明，拉速小，结晶器宽度相 温度影响不大，总体上来说，旋流片角度在120°时， 对大，结晶器上部温度扩散缓慢，高温区只集中在水 结晶器内保护渣熔化效果要比其他的好些， 口出口处，而随着结晶器宽度减小，拉速相应地增 1792 120° 大，高温区充满了整个结晶器上部.拉速1.6 1791 mmin1、宽度900mm的结晶器中高温区几乎占满 90 兰1790 150° 了整个结晶器.仅从结晶器宽度和拉速相配合这一 180° 角度来说，既要防止宽断面的保护渣熔化不好、熔渣 装国9 层厚度不够，又要防止窄断面钢水弯月面处温度过 1788 高、熔渣层厚度过大所造成传热的不均匀， 图4为不同拉速下线1处所取得的温度数据， 1783.15-0.i100.0500.050.100.15 距离m 从图中可以看到，拉速越大（相应的结晶器宽度越 图5旋流片旋转角度对结晶器上表面线2温度分布的影响 小)，结晶器钢水弯月面的温度越高；无论拉速如何 Fig.5 Effect of blade swirling angle on the temperature distribu- 变化，装有旋流水口的结晶器钢水弯月面的温度在 tion at Line 2 of the mold 结晶器厚度方向变化都较均匀，并且随着拉速的增 加，结晶器弯月面温度依次降低2~4℃，拉速由1.0 2,4旋流片高度对结晶器温度场的影响 mmin增加到1.6mmin1,结晶器弯月面的温 旋流片高度依次为80,100,120,150mm,其他 度由1513℃变化到1523℃，增加了10℃左右，且 工艺条件不变，见表1中No1~No,4.由得到的结 温度基本上随拉速呈线性变化 晶器温度场分布情况可知，随着旋流片高度的增加， 1797 结晶器出口处铸坯厚度方向的速度分量减少，宽度 1795 1.6 m.min 和高度方向分量增加，造成结晶器上部的温度扩散 1.5 m.min-! 1793 得较好，高温区域越来越大，同时使结晶器上部的温 兰 1791 1.4 m.min 度场分布的对称性略有变差，各种旋流片造成结晶 则 1789 1.2 m-min-! 器上部温度区的温差可达到5~7℃左右 1787 1 m.min- 图6是高度对结晶器上表面线6的温度分布的 1795 178150.10-0.05 00.050.10 0.15 1794 80mm 距离m 1793 图4拉速对结晶器表面线1温度分布的影响 兰1792 Fig.4 Effect of casting speed on the temperature distribution at 型 1791 Line 1 of the mold 100mm 1790 120mm 1789 2.3旋流片旋转角度对结晶器温度场的影响 150 mm 研究了旋流片角度分别为90°，120°，150°，180° 11路5 -0.10-0.0500.050.100.15 距离m 而其他工艺参数相同（见表1中No.2、No.5~7) 时，旋流水口与结晶器内钢液的温度场分布情况， 图6旋流片高度对结晶器上表面线6温度分布的影响 结果显示，旋流片旋转120°时，结晶器上部的温度 Fig.6 Effect of blade height on the temperature distribution at 扩散较好，几乎整个上部区域都是高温区，并且温度 Line 6 of the mold了宽面附近温度较低；而没有装旋流片的结晶器上 表面温度变化较大．因此旋流水口对结晶器保护 渣的熔化对保证一定量的熔渣层厚度防止结晶器 钢水卷入保护渣有一定的作用． 2∙2 拉速对结晶器温度场的影响 由于拉速通常与结晶器宽度有关通常来说结 晶器宽度越大拉速越小．在保证旋流片高度和旋流 片角度不变情况下分析讨论结晶器宽度、拉速对结 晶器内钢水流动的影响具体工艺参数见表1中 No．2、No．8～11．结果表明拉速小结晶器宽度相 对大结晶器上部温度扩散缓慢高温区只集中在水 口出口处．而随着结晶器宽度减小拉速相应地增 大高 温 区 充 满 了 整 个 结 晶 器 上 部．拉 速 1∙6 m·min —1、宽度900mm 的结晶器中高温区几乎占满 了整个结晶器．仅从结晶器宽度和拉速相配合这一 角度来说既要防止宽断面的保护渣熔化不好、熔渣 层厚度不够又要防止窄断面钢水弯月面处温度过 高、熔渣层厚度过大所造成传热的不均匀． 图4为不同拉速下线1处所取得的温度数据． 从图中可以看到拉速越大（相应的结晶器宽度越 小）结晶器钢水弯月面的温度越高；无论拉速如何 变化装有旋流水口的结晶器钢水弯月面的温度在 结晶器厚度方向变化都较均匀并且随着拉速的增 加结晶器弯月面温度依次降低2～4℃拉速由1∙0 m·min —1增加到1∙6m·min —1结晶器弯月面的温 度由1513℃变化到1523℃增加了10℃左右且 温度基本上随拉速呈线性变化． 图4 拉速对结晶器表面线1温度分布的影响 Fig．4 Effect of casting speed on the temperature distribution at Line1of the mold 2∙3 旋流片旋转角度对结晶器温度场的影响 研究了旋流片角度分别为90°120°150°180° 而其他工艺参数相同（见表1中 No．2、No．5～7） 时旋流水口与结晶器内钢液的温度场分布情况． 结果显示旋流片旋转120°时结晶器上部的温度 扩散较好几乎整个上部区域都是高温区并且温度 场几乎是对称的；而旋流片角度为90°150°180° 时两个水口出口温度处（高温区）分布的对称程度 有所降低并且高温区只局限在水口出口处． 以结晶器上表面线2为例图5是旋流片旋转 角度对温度分布的影响．从图中可以看到旋流片 旋转120°时上表面温度最高并且在结晶器厚度方 向上温度变化也相对要均匀些；而旋流片旋转90° 150°180°时结晶器上表面温度依次降低相差1℃ 左右．因此旋流片角度对结晶器内钢水弯月面的 温度影响不大总体上来说旋流片角度在120°时 结晶器内保护渣熔化效果要比其他的好些． 图5 旋流片旋转角度对结晶器上表面线2温度分布的影响 Fig．5 Effect of blade swirling angle on the temperature distribution at Line2of the mold 2∙4 旋流片高度对结晶器温度场的影响 旋流片高度依次为80100120150mm其他 工艺条件不变见表1中 No．1～No．4．由得到的结 晶器温度场分布情况可知随着旋流片高度的增加 结晶器出口处铸坯厚度方向的速度分量减少宽度 和高度方向分量增加造成结晶器上部的温度扩散 得较好高温区域越来越大同时使结晶器上部的温 度场分布的对称性略有变差各种旋流片造成结晶 器上部温度区的温差可达到5～7℃左右． 图6 旋流片高度对结晶器上表面线6温度分布的影响 Fig．6 Effect of blade height on the temperature distribution at Line6of the mold 图6是高度对结晶器上表面线6的温度分布的 第9期 卢金雄等： 旋转流水口对结晶器钢水温度场影响的数值模拟 ·939·