浸入式水口对板坯结晶器卷入渣滴影响的物理模拟

结晶器卷渣是导致连铸坯表面产生缺陷的主要原因.结晶器内钢液的流动状态与卷渣的发生及卷入渣滴的运动行为有着密切联系,而结晶器浸入式水口的结构对钢液流动有直接影响.因此,研究浸入式水口对结晶器内流体流动及卷渣现象的影响有着重要意义.通过建立相似比为1:2的板坯结晶器水模型,系统研究了浸入式水口内径、出口角度、水口底部形状和浸入深度等对结晶器卷渣的影响.采用高速摄像机和PIV测速仪对结晶器内弯月面卷渣行为及流场分布进行了测量,同时通过图像后处理软件对数据进行了可视化分析,确定了不同工况条件下发生卷渣的临界拉速,定量统计了不同水口参数和不同吹气流量下卷入渣滴直径的变化.结果表明,卷入渣滴的运动轨迹与结晶器内流场流态存在关联.在一定范围内,采取增加水口内径、增大水口出口角度、增大水口浸入深度、采用凹底型水口等措施可降低结晶器卷渣概率,并且减小卷入渣滴直径,缩短渣滴重新上浮至渣层的时间.本研究可为优化连铸工艺参数提供技术指导.