新型結晶器內流場及溫度場數值模擬

  隨著現(xian)代工業的(de)發展,以(yi)往普通規格的(de)方坯(pi)難以(yi)滿足市(shi)場的(de)需(xu)要,進(jin)一步研(yan)發特大方坯(pi),生產出大斷面的(de)鋼材(cai)成為亟需(xu)解(jie)決的(de)問(wen)題。結(jie)晶(jing)器是連鑄(zhu)機(ji)的(de)“心臟”,鋼水在結(jie)晶(jing)器內(nei)部的(de)流動、傳熱、凝固對連鑄(zhu)坯(pi)質(zhi)量有很大的(de)影(ying)響。

  因此,國(guo)內外學者都很重(zhong)視結晶器技術的(de)研究與應用(yong)。與小方坯(pi)(pi)相比(bi),特大(da)(da)方坯(pi)(pi)連鑄的(de)主要特點(dian)有:鋼水靜壓力(li)大(da)(da)、鑄坯(pi)(pi)熱容大(da)(da)、液相穴長等(deng)。因此,大(da)(da)方坯(pi)(pi)在實際(ji)生產中(zhong)(zhong)的(de)角部易形成裂紋、中(zhong)(zhong)心偏析嚴重(zhong)、易形成中(zhong)(zhong)心疏(shu)松(song)及縮孔等(deng)缺陷。

  科研(yan)工作者為降低700 mm×700 mm特大方坯連鑄(zhu)機高度(du),保(bao)證大方坯的順利生(sheng)產,提出一種內(nei)(nei)置冷卻器(qi)(qi)(qi)的結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)技(ji)術,即(ji)“回(hui)”字形結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)。利用計算流(liu)體動力學(CFD)軟件FLUENT對此結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)內(nei)(nei)鋼(gang)水(shui)流(liu)場(chang)及(ji)溫度(du)進行模擬(ni),對無內(nei)(nei)冷卻器(qi)(qi)(qi)偏(pian)轉水(shui)口注流(liu)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)、無內(nei)(nei)冷卻器(qi)(qi)(qi)四孔水(shui)口注流(liu)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)內(nei)(nei)流(liu)場(chang)及(ji)“回(hui)”字形注流(liu)結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)流(liu)場(chang)、溫度(du)場(chang)進行研(yan)究(jiu),表(biao)明“回(hui)”字形結(jie)晶(jing)(jing)(jing)器(qi)(qi)(qi)可以形成水(shui)平旋流(liu)、均勻鋼(gang)水(shui)成分及(ji)坯殼(ke)生(sheng)長、降低鋼(gang)水(shui)沖擊深度(du),部分達到(dao)電(dian)磁(ci)攪拌(M-EMS)的冶金效果,溫度(du)場(chang)模擬(ni)結(jie)果表(biao)明出口坯殼(ke)厚度(du)達到(dao)49 mm,滿足工藝要(yao)求。