凝固坯殼對高拉速板坯連鑄結晶器液面特征的影響-論文.pdf

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1、第36卷第9期北京科技大學學報V0I.36No.92014年9月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingSep.2014凝固坯殼對高拉速板坯連鑄結晶器液面特征的影響鄧小旋,黃琦,王新華,李林平,季晨曦¨,朱國森)1)首鋼技術研究院,北京1000432)北京科技大學冶金與生態(tài)工程學院.北京100083回通信作者,E—mail:dxx042@163.COB摘要采用1:1的水模型研究了高拉速條件下凝固坯殼對結晶器內的流場與液面特征的影響.結果表明:考慮凝固坯殼時結晶器內的流場出現了輕微的不對稱現象,在高拉速條件T(2.4m·mi

2、n),有坯殼時結晶器液面最大平均波高與表面流速比沒有坯殼時分別大31%和35%.對比有/無坯殼條件下自由液面形狀可知:考慮凝固坯殼之后的液面變形程度比沒有考慮時更大,更易導致卷渣的發(fā)生.液面波動的功傅里葉變換分析表明:考慮坯殼之后結晶器液面的高頻率波動的振幅大于無坯殼的情形,所以考慮坯殼之后由于結晶器下部內腔變小,更多的流股能量集中在上回流區(qū),使得上回流的湍流程度比無坯殼時要大,進而導致了液面波動與表面流速的增大.因此,為了縮小與實際連鑄過程的差別,在高拉速的物理模擬中有必要考慮凝固坯殼的影響.關鍵詞連鑄;結晶器;凝固坯殼;水模擬;高速分類號TF777.1Effectofsol

3、idifiedshellonlevelcharacteristicsincontinuouscastingslabmoldsforhighspeedcastingDENGXiao一n,HUANGQi,WANGXin—hua,Lin-ping,JIChen-xi¨,ZHUGuo—s饑’1)ShougangTechnologyResearchCenter,ShougangCorporation,Beijing100043,China2)SchoolofMetallurgicalandEcolo~cMEngineering,UniversityofScienceandTechnolo

4、gyBeijing,Beijing100083,China園Correspondingauthor,E-mail:dxx042@163.eomABSTRACTAfuUSCalewatermodelofcontinuouscastingwasbuilttoinvestigatetheeffectofsolidifiedshellonfluidflowandlevelcharacteristicsunderhighspeedcasting.Itisfoundthataslightasymmetryoffluidflowoccursinthemodelwithsolidifiedsh

5、el1.Fur—thermore.theaveragelevelfluctuationandthemeniscusvelocityofthemoldwithsolidifiedshellis31%and35%largerthanthosewithoutsolidifiedshellatahighcastingspeedof2.4m·min。。,respectively.Thedeformationofthetoplevelprofileofthemoldwithsolidifiedshellisalsolargerthanthatwithoutsolidifiedshell,w

6、hichcanbevulnerabletoslagentrapment.Inaddition,thefastFouriertransformationanalysisof1eveloscillationshowsthattheamplitudeofhighfrequencyfluctuationinthemoldwithsolidifiedshelliS1ar-gerthanthatwithoutsolidifiedshellduetoanarrowerspaceinthelowerpartofthemold,indicatingthatamoreturbulenceenerg

7、yex—istsintheupperrecirculationzonethanthatwithoutsolidifiedshellandthusresultsinahigher1evelfluctuationandalargersurfaceve—locity.Sotakingsolidifiedshellintoconsiderationisnecessarytominimizethedifferencebetweenthemodelandactualsteelcasters.KEYWOR

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