特大圆坯连铸用新型浸入式水口的设计与研究

张兴中¹，郑学然²，刘庆国¹，王超³

1. 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心2. 连铸技术国家工程研究中心3. 一重集团大连设计研究院

摘 要：针对特大截面圆坯连续浇铸的特点,基于依靠浸入式水口自身结构减小钢流冲击深度,同时保证流动与传热沿周向分布均匀的思想,首次提出了新型浸入式伞形水口设计方案,并建立了结晶器内钢水的流-热-固耦合模型,对钢水的流动、传热和凝固行为进行了数值耦合模拟分析,验证了此水口的优越性与合理性:伞形水口的射流在结晶器内形成上下两个回流区,不仅有利于夹杂物、气体等的上浮分离,还能有效降低钢流冲击深度,使过热钢液均匀分布在结晶器上部,可提高弯月面温度和化渣效果;沿周向凝壳生长均匀,减轻了纵裂纹的萌生概率;在0.35m/min拉速下,出结晶器凝壳厚度达到31.2mm,满足安全生产要求。

关键词：特大圆坯;连铸;伞形浸入式水口;流场;凝固;温度场;