特厚矩形坯结晶器流场的数值模拟与水口优化

【摘要】：结晶器是连铸机的核心部件,合理的结晶器流场可以有效提高连铸效率,改善铸坯质量同时延长结晶器的使用寿命。目前,国内对特大断面矩形坯流场研究很少,因此,研究水口结构以及连铸工艺的变化对大断面矩形坯流场的影响很有必要。本文对断面尺寸为1500mm×750mm的特厚矩形坯结晶器流场进行了研究,利用Fluent软件对单双水口以及双水口不同拉坯速度、水口倾角、浸入深度以及水口间距等参数下的流场进行模拟,研究了双水口结晶器流场的特点以及不同的水口结构及连铸工艺对结晶器流场的影响,并对水口结构进行了优化。首先对单水口与双水口结晶器流场进行模拟,得出双水口结构可以均匀结晶器的流场,有利于提高铸坯质量的结论。其次在不同拉坯速度、水口倾角、浸入深度以及水口间距的情况下,对双水口结晶器的流场进行了数值模拟研究,得出了不同水口结构与连铸工艺对流场的影响规律。最后根据各参数对流场的影响规律,设计出适合于该坯形的水口结构与连铸工艺,并进行数值模拟,将模拟结果与原设计模拟结果进行对比,验证了新设计参数的合理性。