板坯连铸电磁制动下结晶器内金属流场的研究

摘要

为考察板坯连铸电磁制动工艺,以水银为实验工质,通过物理模拟实验研究电磁制动下,板坯结晶器内金属流动及其影响规律.实验通过超声多普勒测速仪(ultrasonic Doppler velocimeter,UDV)获取不同电磁制动方式、水口浸入深度和结晶器宽度下的液流特征,以此分析水口出流、液面流,以及结晶器窄壁区域竖直流等随电磁制动和连铸工艺的变化规律.实验表明,在单条型电磁制动Electromagnetic Mold Brake Ruler(EMBr-Ruler)或流动控制结晶器Flow Control Mold Ⅱ(FC Mold Ⅱ)电磁制动下,结晶器窄壁处形成“液流通道”,不利于结晶器内快速形成向下的活塞流.水口出口距下区磁场越近或被磁场所覆盖,则通道效应减弱；同时,结晶器宽度增大,亦可降低该通道内液流的冲击效果.FC Mold Ⅱ制动方式下,液面流速和湍流度比EMBr-Ruler时低,且加大水口浸入深度,可降低液流撞击结晶器窄壁的水平流速。结晶器宽度的变化不改变水口浸入深度对结晶器流场的影响规律。