结晶器内液面波动及卷渣行为的研究

发布时间：2023-11-28 18:29

　　结晶器对于改善连铸坯质量具有十分重要的作用,为了更好地实现结晶器的冶金功能,必须在结晶器内保持合理的钢液流动行为并且避免卷渣。因此研究和控制结晶器内的流场和液面波动对于提高铸坯表面质量进而提高钢材质量意义重大。本论文以首钢京唐的板坯连铸结晶器(断面为1124mm×242mm)为研究对象,以连铸板坯结晶器内液面波动及卷渣为研究目标,通过物理和数值模拟,系统研究了连铸结晶器内钢液流动及卷渣行为。通过水模型正交实验对板坯连铸工艺参数和水口结构参数对液面波动影响显著程度进行了分析评价,系统地研究了拉速、水口浸入深度、水口倾角对水口出口射流冲击深度、液面波动和卷渣特征的影响。进而建立了描述结晶器内流体流动和液面波动的VOF模型,采用k-ε湍流模型和VOF法对结晶器流场动和液面波动行为进行数值模拟研究,获得了浸入式水口浸入深度对结晶器内液面波动行为的影响。通过本论文的研究得出以下结论：(1)在本实验条件下以冲击深度为考察指标时,浸入深度影响最为显著、水口倾角次之,最后为拉速；对于液面波动为考察目标时,拉速变为影响最为显著、水口倾角次之,而浸入深度的影响变弱。(2)实验研究了拉速、插入深度、水口倾角...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 连铸发展的趋势和目标
    1.2 结晶器内渣金界面行为与铸坯质量的关系
    1.3 本文的主要研究意义及主要内容
第2章 文献综述
    2.1 连铸结晶器内钢液流动行为的研究
        2.1.1 连铸结晶器内钢液流动行为的基本特征
        2.1.2 连铸结晶器内钢液流动行为的影响因素
    2.2 连铸结晶器内卷渣行为的研究进展
        2.2.1 连铸结晶器内卷渣的影响因素
        2.2.2 连铸结晶器内卷渣的主要类型
        2.2.3 连铸结晶器内卷渣的研究状况
第3章 物理模拟的研究
    3.1 物理模型的建立
        3.1.1 几何相似
        3.1.2 动力相似
    3.2 实验设备
    3.3 测试方法
    3.4 研究方案
    3.5 正交实验
        3.5.1 正交实验的实验结果
        3.5.2 数据的处理和优化
        3.5.3 单因素对连铸结晶内钢液流动的影响
    3.6 本章小结
第4章 数值模拟的研究
    4.1 数学模型的建立
        4.1.1 所用模型的选择
        4.1.2 界面行为的控制方程
        4.1.3 计算条件
        4.1.4 求解方法和收敛条件
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 结晶器内流场特征
        4.2.2 结晶器内液面的波动行为
        4.2.3 浸入深度对液面波动行为的影响
    4.3 小结
第5章 结论
参考文献
致谢
作者简介
论文包含图、表、公式及文献



本文编号：3868706