。774 北京科技大学学报 第31卷 2.2水口结瘤 水口结瘤都是呈非对称分布.在对梅钢现场调研中 水口结瘤是实际生产中常见的浇注问题.国外 发现，浸入式水口的入口处没有发现明显结瘤，如 有研究者1指出，水口结瘤的部位主要是在水口入 图7()所示.水口内的结瘤物主要分布在水口侧孔 口和水口出口处的紊流区域因为紊流区的流体质 处，见图7(b),水口侧孔结瘤面积占侧孔总面积的 点才会产生横向运动，与水口壁发生碰撞并最终粘 1/3到/2，并且水口两侧孔结瘤面积大小存在差 附在水口壁面上形成结瘤物.同时，文献5]中指出 异，这与文献报道结论一致 图7结瘤水口.(a)水口中孔：(b水口侧孔 Fig 7 Clogged SEN:(a)bore (b)port 为了研究水口结瘤引起的非对称流动行为，假 流股的冲击中心下移，明显要低于左侧.由于水口 定水口只有左侧结瘤，并定义结瘤率为结瘤面积占 左侧的出口流股减弱，致使结晶器液面流动速度减 整个侧孔出口面积的百分比，研究中取结瘤率为 小：与此相反，水口右侧液面流速增大，当左右两侧 20%和结瘤率为40%两种情况进行模拟.图8是两 流速不同的流体相互作用时，就会产生涡流.此外， 种不同结瘤率时结晶器内的流场图.由图可知，水 当结瘤率为20%时，水口两侧的钢液流量相差不 口左侧部分结瘤堵塞之后，从水口左侧出来的流股 大，而左侧的孔较小，则斜向下的出口流速比另一侧 减少，从水口右侧出来的流股增多，水口两侧流股分 大，故其下回流涡心较低：当结瘤率高达40%时，钢 配不均.流股分配差异导致水口两侧液面流速不对 液大部分从未结瘤侧流出，结瘤侧的流股弱、速度 称水口结瘤率越大不对称性就越明显.同时，水 小，不足以带动钢液向下循环，因此水口左侧的下回 口右侧由于流股冲击强度增大，射流延伸角也增大， 流涡心会比水口右侧的涡心高 (b) 0 05 05 03 结品器横向m 结晶器横向m 图8侧孔结瘤对结品器内流场的影响.(a)左侧结瘤率20%：(b)左侧结瘤率40% Fig 8 Effect of SEN cbgging on flow field:(a)the clogging rateis 20%on the left;(b)the clogging rate is 40%on the left2.2 水口结瘤 水口结瘤是实际生产中常见的浇注问题.国外 有研究者[ 13] 指出, 水口结瘤的部位主要是在水口入 口和水口出口处的紊流区域, 因为紊流区的流体质 点才会产生横向运动, 与水口壁发生碰撞, 并最终粘 附在水口壁面上形成结瘤物.同时, 文献[ 5] 中指出 水口结瘤都是呈非对称分布 .在对梅钢现场调研中 发现, 浸入式水口的入口处没有发现明显结瘤, 如 图 7( a)所示.水口内的结瘤物主要分布在水口侧孔 处, 见图 7( b), 水口侧孔结瘤面积占侧孔总面积的 1/3 到 1/2, 并且水口两侧孔结瘤面积大小存在差 异, 这与文献报道结论一致 . 图 7 结瘤水口.( a) 水口中孔;( b) 水口侧孔 Fig.7 Clogged SEN :( a) bore;( b) port 为了研究水口结瘤引起的非对称流动行为, 假 定水口只有左侧结瘤, 并定义结瘤率为结瘤面积占 整个侧孔出口面积的百分比, 研究中取结瘤率为 20 %和结瘤率为 40 %两种情况进行模拟.图8 是两 种不同结瘤率时结晶器内的流场图.由图可知, 水 口左侧部分结瘤堵塞之后, 从水口左侧出来的流股 减少, 从水口右侧出来的流股增多, 水口两侧流股分 配不均.流股分配差异导致水口两侧液面流速不对 称, 水口结瘤率越大, 不对称性就越明显.同时, 水 口右侧由于流股冲击强度增大, 射流延伸角也增大, 流股的冲击中心下移, 明显要低于左侧 .由于水口 左侧的出口流股减弱, 致使结晶器液面流动速度减 小 ;与此相反, 水口右侧液面流速增大, 当左右两侧 流速不同的流体相互作用时, 就会产生涡流.此外, 当结瘤率为 20 %时, 水口两侧的钢液流量相差不 大, 而左侧的孔较小, 则斜向下的出口流速比另一侧 大, 故其下回流涡心较低;当结瘤率高达 40 %时, 钢 液大部分从未结瘤侧流出, 结瘤侧的流股弱 、速度 小, 不足以带动钢液向下循环, 因此水口左侧的下回 流涡心会比水口右侧的涡心高. 图 8 侧孔结瘤对结晶器内流场的影响.( a) 左侧结瘤率 20%;( b) 左侧结瘤率 40% Fig.8 Effect of SEN clogging on flow field:( a) the clogging rat e is 20% on the left ;( b) the clogging rat e is 40% on the left · 774 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷