·136· 北京科技大学学报 1999年第2期 为真实反映结晶器内流场状况，实验中采用着色 方差分析结果如表3 法和流场照相进行流场显示，以测量各工况条件 表3液面波动方差分析表 下注流在结晶器内的冲击深度， 方差来源 平方和S自由度∫均方VF值显著性 出口面积比 215.60 4 53.96.27 高度显著 2正交实验结果及分析 出口角度 66.63 4 16.71.94 有影响 根据正交实验表进行实验，选择对连铸坯质 浸入深度 69.63 4 17.42.02 有影响 量影响最重要的指标，即结晶器液面的波动和冲 误差+交互作用103.88 128.6- 击点深度为判断标准，SN的计算是以多次实验 由表3可知，对液面波动影响的显著性高低 的平均波高和冲击点深度及它们各自的方差都 依次是出口面积比、浸人深度和出口角度.因此 最小为前提.指标(dB)的计算公式为： 从减小结晶器内钢液液面的波动出发，首先应考 n=101gn/20, 虑提高出口面积比，其次为增加浸人深度和加大 i- 出口下倾角. 式中，y,为测量值，n为每组实验重复次数. 2.2冲击点深度的影响因素 2.1结晶器液面波动的影响因素 实验数据的计算结果如表4所示， 液面波动实验数据的计算结果如表2所 表4冲击点深度指标？值统计计算数据 dB 示，从表中可见，结晶器液面波动随浸人式水口 水平项目 出口面积比出口角度 浸入深度 出口面积与主通道面积比的增大、出口下倾角的 K,冲击深度 -156.1 -147.6 -155.7 增大及浸入深度的增加而减小， K2冲击深度 -154.1 -150.1 -158.4 表2液面波动指标，值统计计算数据 dB K,冲击深度 -152.7 -152.9 -156.0 水平项目出口面积比出口角度 没人深度 飞冲击深度 -150.6 -156.3 -151.7 波高 42.0 11.0 34.9 K,冲击深度 -151.1 -157.7 -143.0 K2 波高 31.6 24.1 34.5 S冲击深度 4.5 13.3 29.4 K3 波高 31.5 28.3 21.7 注：S限+S安互作用=3.9. 太 波高 20.3 24.7 18.6 由表可知，冲击点深度随水口面积与主通道 K 波高 1.10 36.2 14.6 面积比的增加、水口出口下倾角的减小及水口浸 S 波高 215.6 66.6 69.63 入深度的减小而减小，对表中数据进行方差分析 注：表中K表示同一因素第：水平所对应指标之和，S表 后的结果如表5所示.从中可见水口的出口倾角、 示差平方和，S误+S空互作用=103.9 浸人深度和水口出口面积与主通道面积比对冲 对表中数据的方差分析进行计算： 击深度的影响都是显著的，而出口倾角和浸入 CT=(2w125=618.02: 深度的影响更加明显. 表5冲击点深度方差分析表 Se=2-CT=1073.76-618.02=45.74, 方差来源 平方和S自由度f均方VF值 显著性 S,=(K,+K+K,+K:+K)/5-CT= 出口面积比 4.5 41.1253.46 显著 833.62-618.02=66.63; 出口角度 13.3 43.32510.23 高度显著 S2=(K+K,++K,+K)/5-CT= 浸人深度 29.4 4 7.3522.62 高度显著 684.65-618.02=66.63; 误差+交互作用3.9120.325 S3 =(K+K2+Ki+Ki +Kj)/5-CT 2.3方差分析结果的讨论 687.65-618.02=69.63: 根据方差分析结果，得出了各因素对各指标的影 Sa+S交互作用=Sa-S1-S2-S3=103.88. 响.对液面波动影响的主次顺序为：出口面积比、 自由度：f1=m-1=4f2=4f3=4: f总=数据个数-1=25-1=24. 浸入深度、出口角度；对冲击点深度影响的主次 顺序为：浸入深度、出口角度、出口面积比. 故： 根据薄板坯连铸结晶器的冶金功能，对其内 f翼=f总-f-万-∫=24-12=12. 式中：CT为修正项；f为因素i的自由度；m为因 部钢液流动有如下要求：(1)减少液面的波动，使 素的水平数. 渣液均匀覆盖钢液，减少卷渣；(2)减少对凝固坯北 京 科 技 大 学 学 报 1 9 9 9年 第 2期 为 真实 反 映结 晶 器 内流场状况 , 实验 中采 用着 色 法 和 流 场 照相 进行 流 场显 示 , 以 测量 各 工 况条 件 下 注流 在结 晶 器 内的冲 击 深度 . 方差 分析结果 如表 3 . 表3 液面波动方差分析表 2 正交 实验结果及分析 根据 正 交实 验 表进 行 实 验 , 选择 对连 铸坯 质 量 影 响最 重要 的指 标 , 即结 晶 器 液面 的 波 动和 冲 击 点 深 度 为判 断 标准 . S N 的 计 算 是 以 多 次 实 验 的 平 均 波 高和 冲 击 点 深 度 及 它 们各 自的 方 差 都 最 小 为前 提 . 指标粉d( B) 的计算公 式 为 : 。 = 1 0 19 ( n / 艺夕) 式 中 , 共 为测 量 值 , 。 为每组 实 验重 复次 数 . 2 . 1 结 晶器液面波 动的影响 因素 液 面 波 动 实 验 数 据 的 计 算 结 果 如 表 2 所 示 . 从表 中 可 见 , 结 晶器 液 面 波 动 随浸 人 式 水 口 出 口 面 积 与 主通 道 面 积 比的增 大 、 出 口 下 倾角 的 增 大及 浸人 深 度 的增加 而 减小 . 表2 液面波动指标 刀值统计计算数据 d B 水平 项 目 出 口 面积 比 出 口 角度 浸人深度 尤: 波高 4 2 . 0 1 1 . 0 3 4 . 9 凡 波高 3 1 . 6 2 4 . 1 3 4 . 5 凡 波 高 3 1 . 5 2 8 . 3 2 1 . 7 凡 波 高 2 0 . 3 2 4 . 7 1 8 . 6 凡 波高 1 . 1 0 36 . 2 1 4 . 6 S 波高 2 15 . 6 66 . 6 6 9 . 6 3 注 : 表 中戈 表示 同一 因素第i 水平所对应指标之和 , S 表 示差平方 和 . 摊十战 互 作用 = 1 03 . .9 对表 中数据 的方差分 析进 行 计算 : e T 一 (艺 w)t , / 2 5 = 6 18 · 0 2: = 艺 w ) 一 C T 一 10 7 3 . 7 6 一 6 18 . 0 2 = 4 5 5 . 7 4 ; 一 (衅 L + 嵘 , + 嘴 , + 材 , + 群 1 ) / 5 一 e T - 8 3 3 . 6 2 一 6 18 . 0 2 = 6 6 . 6 3 ; 一 (叽 + 叽 + 峨 + 叽 + 吸) / 5 一 CT 二 6 8 4 . 6 5 一 6 18 . 0 2 = 6 6 . 6 3 ; 一 (斌 。 + 棍 , + 嵘 + 暇 , + 峨 3 ) / 5 一 e T - 6 8 7 . 6 5 一 6 1 8 . 0 2 = 6 9 . 6 3 ; 凡 + 乓互作用 二 凡 一 S , 一 又 一 凡 一 10 3 . 8 . 自由度 : f ; = m 一 1 = ;4 f 2 = ;4 f 。 = ;4 f 总 = 数据个 数 一 1 = 25 一 1 = 24 . 故 : f 误 = 凡 一 五一 人一 儿二 24 一 12 = 12 . 式 中 : C T 为修 正 项 ; 关为 因素 i 的 自由度 ; m 为 因 素的水 平数 . 方差来源 平方 和s 自由盯 均方 F 厂 , 值 显著性 出口 面积 比 2 1 5 . 6 0 4 5 3 . 9 6 . 2 7 高度显著 出口 角度 6 6石3 4 16 . 7 1 . 9 4 有影 响 浸人深度 6 9 . 6 3 4 17 4 2 . 0 2 有影响 误差十交互作用 10 3 . 8 12 .8 6 一 一 由表 3 可 知 , 对液 面 波 动影 响 的显 著 性高 低 依 次是 出 口 面 积 比 、 浸人 深度 和 出 口 角 度 . 因 此 从减 小 结晶 器 内钢 液 液 面的 波 动 出发 , 首先 应考 虑 提 高 出 口 面 积 比 , 其 次 为增 加 浸人 深度 和加 大 出 口 下 倾角 . .2 2 冲 击点深 度 的影 响 因素 实 验数据的计算结果 如表 4 所示 . 表 4 冲击点深度指标 粉值统计计算数据 dB 水平 项 目 出口 面积 比 出口 角度 浸人深度 lK 冲击深度 一 1 56 . 1 一 14 7 . 6 一 1 5 5 · 7 2K 冲击 深度 一 1 5 4 . 1 一 15 0 . 1 一 1 5 8 . 4 3K 冲击深度 一 5 2 . 7 一 152 . 9 一 156 . 0 凡 冲击深度 一 150 . 6 一 1 5 6 . 3 一 1 5 1 . 7 凡 冲击深度 一 15 1 . 1 一 1 5 7 . 7 一 14 3 . 0 S 冲击深度 4 . 5 1 3 . 3 2 9 . 4 注 : 召误昭 交互 作用 = 3:9 由表可 知 , 冲击点 深度 随水 口 面积 与主通 道 面积 比的增加 、 水 口 出 口 下 倾角的 减小及 水 口 浸 人 深度 的减小 而减 小 . 对表 中数据 进行 方差 分析 后 的结果如表 5 所示 . 从中可见水 口 的出 口 倾角 、 浸 人 深 度 和 水 口 出 口 面积 与主 通 道 面积 比 对冲 击 深 度 的 影 响都 是 显著 的 , 而 出 口 倾 角和 浸 人 深 度 的影 响更 加 明显 . 表 5 冲击点深度方差分析表 方 差来源 平方和s 自由阿 均方 F F 值 显著性 出 口 面 积 比 4 . 5 4 1 . 12 5 3 . 4 6 显著 出 口 角度 13 . 3 4 3 . 3 2 5 1 0 . 2 3 高度显著 浸 人深度 29 .4 4 .7 35 2 .6 2 高度显著 误 差+ 交互作用 .3 9 12 .0 3 25 一 一 2 .3 方差 分析 结果 的讨论 根 据 方 差分 析结 果 , 得 出 了各 因素对 各指 标 的影 响 . 对液 面波 动影 响的 主 次顺 序 为 : 出 口 面积 比 、 浸 人 深 度 、 出 口 角度 ; 对 冲 击 点 深 度 影 响 的 主次 顺 序 为 : 浸人 深度 、 出 口 角度 、 出 口 面积 比 . 根 据薄板 坯连 铸结 晶器 的 冶金 功能 , 对其内 部 钢 液 流动 有 如下 要求 : ( l) 减 少 液 面 的波 动 , 使 渣 液 均 匀覆 盖 钢液 , 减 少卷 渣 ; ( 2) 减 少 对凝 固坯 凡戈又