薄板坯连铸工艺由于流程短、节省能源,在生产热轧板方面得到了极大的发展。为了提高生产率,薄板坯连铸技术一般采用高拉速。由于高拉速的需要,浸入式水口(SEN)的尺寸不能太小,所以为了方便SEN的插入,漏斗型薄板坯蒸发结晶器应运而生。漏斗型蒸发结晶器由于其结构特殊,蒸发结晶器内钢液的流场复杂,液面波动和表面流速比传统板坯大很多,导致漏斗型薄板坯蒸发结晶器内卷渣现象严重,进而导致轧板表面出现微裂纹和鼓包等缺陷。这也是薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板的主要困难所在。
研究了5种不同底孔直径(16~28mm)的三孔水口下漏斗型薄板坯蒸发结晶器内的流场、液面特征和卷渣行为。
结果表明:在常规工艺参数下,5种三孔水口下蒸发结晶器内钢液的流场都是典型的“双辊流”,且流场稳定;在5种三孔水口下蒸发结晶器液面波动都较平稳,且波动范围都在±(3~5)mm之间。5种不同水口下蒸发结晶器液面主要发生剪切卷渣,漩涡卷渣很少发生。试验得知:在水口浸入深度280mm,拉速为5m/min时,剪切卷渣发生的钢液临界表面速度是0.32m/s,与文献报道的模型计算值较吻合。在水口浸入深度280mm、拉速为5m/min的条件下,适合薄板坯连铸的最佳的三孔水口的底孔直径为22mm。
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