新型結晶器內流場(chǎng)及溫度場(chǎng)數值模擬

  隨著(zhù)現代工業(yè)的發(fā)展,以往普通規格的方坯難以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要,進(jìn)一步研發(fā)特大方坯,生產(chǎn)出大斷面的鋼材成為亟需解決的問(wèn)題。結晶器是連鑄機的“心臟”,鋼水在結晶器內部的流動(dòng)、傳熱、凝固對連鑄坯質(zhì)量有很大的影響。

  因此,國內外學(xué)者都很重視結晶器技術(shù)的研究與應用。與小方坯相比,特大方坯連鑄的主要特點(diǎn)有:鋼水靜壓力大、鑄坯熱容大、液相穴長(cháng)等。因此,大方坯在實(shí)際生產(chǎn)中的角部易形成裂紋、中心偏析嚴重、易形成中心疏松及縮孔等缺陷。

  科研工作者為降低700 mm×700 mm特大方坯連鑄機高度,保證大方坯的順利生產(chǎn),提出一種內置冷卻器的結晶器技術(shù),即“回”字形結晶器。利用計算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件FLUENT對此結晶器內鋼水流場(chǎng)及溫度進(jìn)行模擬,對無(wú)內冷卻器偏轉水口注流結晶器、無(wú)內冷卻器四孔水口注流結晶器內流場(chǎng)及“回”字形注流結晶器流場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行研究,表明“回”字形結晶器可以形成水平旋流、均勻鋼水成分及坯殼生長(cháng)、降低鋼水沖擊深度,部分達到電磁攪拌(M-EMS)的冶金效果,溫度場(chǎng)模擬結果表明出口坯殼厚度達到49 mm,滿(mǎn)足工藝要求。