圆坯结晶器水口优化的模拟研究

王超^1,2，张慧^1,2，马忠伟^1,2，王明林^1,2，陶红标^1,2，赵沛¹

1. 钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心2. 钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室

摘 要：以大圆坯结晶器为原型,采用数值模拟与物理模拟相结合的方法,分别研究了使用直通式水口和4孔旋转水口时该圆坯结晶器内钢液流场和温度场的分布情况,对比分析了2种水口的优劣。数值模拟和物理模拟结果表明,使用目前常用的直通型水口时钢水冲击深度大,易在弯月面处形成死区,不利于圆坯内部及表面质量的提高;4孔旋转水口比直通水口的钢液冲击深度浅,回旋区位置明显比直通水口更靠近自由液面,这将有利于夹杂物的上浮去除和热区中心的上移。温度场模拟结果显示,使用旋转水口时自由液面温度比直通型水口高14℃,更有利于结晶器内钢水过热耗散及保护渣的熔化,可防止液面结壳。

关键词：圆坯;旋转水口;流场;温度场;