杆体对水口内夹杂物吸附的数值模拟

摘要

随着连铸工艺的改进和耐火材料的开发，中间包水口的使用寿命有了显著提高，但是在浇铸过程中极易发生Al2O3及其与其他元素形成的高熔点化合物，在水口处析出结瘤的现象，尤其是浇铸Al镇静钢、含Al钢、含Ti钢和稀土钢时，结瘤现象较严重。水口结瘤或堵塞不仅降低了连铸机的生产效率，影响整个连铸过程，而且还是引起钢铁产品缺陷的主要原因之一。利用Fluent软件建立三维有限体积模型,采用多相流模型对水口内钢液的流动特性与夹杂物吸附规律进行数值模拟,重点研究向水口内插入吸附杆,吸附杆表面粗糙度,吸附杆半径,吸附杆结构以及夹杂物的尺寸对夹杂物吸附的影响.模拟结果表明:随着吸附杆表面粗糙度的增大,吸附率到达一个最大值20.15％;随着杆体半径越大,吸附率增高;随着夹杂物粒径增大,吸附率降低;杆体结构是影响水口夹杂物吸附率的重要因素.