吹氬結晶器內液態(tài)保護渣流動行為的數(shù)學物理模擬研究.pdf

1、為防止浸入式水口堵塞，連鑄生產(chǎn)中常采用水口吹氬技術，同時進入結晶器內的氬氣泡還有利于促進鋼液中夾雜物的上浮。氬氣泡由鋼液進入液渣后，其對液態(tài)保護渣的流動行為帶來較大影響，進而會影響到保護渣的熔化和傳熱行為。因此，研究吹氬結晶器內液態(tài)保護渣的流動行為及其影響因素，對于優(yōu)化工藝參數(shù)、提高鑄坯質量有重要意義。
　　本文建立了原型與模型相似比為1∶0.6的結晶器水模型，利用高速相機研究了在拉速、水口浸入深度、側孔傾角、吹氬量等不同工藝參數(shù)

2、下氬氣泡對液態(tài)保護渣流動的影響。結合VOF模型和離散相模型，建立了耦合鋼液與液態(tài)保護渣流動的吹氬結晶器三維數(shù)學模型，研究了不同工藝條件下氬氣泡進入保護渣前后的流動行為。論文主要結論如下:
　　(1)在鋼液作用下，結晶器內液態(tài)保護渣內有一縱向方向的大環(huán)流，隨著液渣層橫截面上移，在近結晶器寬面液渣速度變大，波動區(qū)域也增大。
　　(2)隨著拉速的增大，不吹氬時，液渣層中心區(qū)域流速增大，液渣波動加劇，在水口附近形成的小型渦流也相應變

3、大;吹氬時，水口附近的液渣流動速度逐漸減小，結晶器窄面區(qū)域液渣流速逐漸增大。
　　(3)隨著浸入深度、側孔傾角的增加，不論吹氬或不吹氬，液渣在結晶器內的流速均減小，其中傾角對液渣流速減小的影響程度相對較大。
　　(4)隨著保護渣粘度的增加，不吹氬時，液渣層在鋼渣界面、理想上表面等截面的流速分布整體減小，理想中心面環(huán)流區(qū)域的速度增大;吹氬時，水口附近液渣波動增強，結晶器窄面區(qū)域波動減弱。
　　(5)其他條件不變，隨吹氬量