电磁制动和水口吹氩板坯连铸结晶器内多相流动与传热及夹杂物去除行为研究

摘要

通过有限元和有限体积结合的方法研究了板坯结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、钢液流场、温度和热流分布及夹杂物的去除行为，分析了电磁制动和吹氩对结晶器内的钢液流动、温度和夹杂物去除率的影响。计算结果表明：电磁制动可有效减缓钢液流速和缩小结晶器内钢液上下环流区域范围，促进钢液温度均匀分布;但不利于小粒径夹杂物的上浮。吹氩可增加整个上环流区钢液的向上运动趋势和温度，氩气泡的浮力作用有利于促进夹杂物的上浮。电磁制动过程增加吹氩量可导致自由液面靠近水口附近产生较强的漩流区，且容易产生二次涡流，直接影响液面波动情况和卷渣的发生；电磁制动和吹氩双重作用能进一步提高环回流区尤其在弯月面附近的温度和夹杂物的上浮率。传输到初生凝同坯壳的的最大热流值出现在钢液流股对铸坯窄面的冲击点附近;吹氩、电磁制动及电磁制动过程吹氩量的增加均不会对钢液的热流分布产生明显影响。