板坯连铸结晶器内熔体流动的piv分析

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要高效连铸主要的发展方向，在拉速提高的条件下，必须优化结晶器内流场以适应稳定生产的需要，防止拉漏和铸坯缺陷的产生。本文将PIV(粒子图像测速)技术应用于连铸结晶器内流场研究，介绍了PIV测试流场的基本原理以及相应的硬件系统(激光器、CCD相机等)和软件系统(图像采集系统、图像处理系统)，寻求到适宜大板坯连铸模型的示踪粒子，并总结出PIV系统用于大板坯连铸模拟的软件设置参数，对结晶器内流场实现可视化。针对1650mm×220mm大板坯连铸，设计了PIV物理模拟系统，包括结晶器模型、水循环系统、水口

2、设计、交流片光源系统。在不同的水口出口角度、水口浸入深度、铸造速度，不同水口内径以及凹井状况不同的条件下进行了定量分析。结果表明：(1)在入射流的上部和下部分别存在两个大的漩涡，下部的更大一些，这两个漩涡的状态直接影响连铸坯的质量：(2)出水口角度和浸入深度是影响流场流动模式的重要因素，就所模拟的大板坯而言，水口浸入深度选择在i30mm左右的是适宜的，出水口角度越大，流股的冲击深度越深；(3)铸造速度越大，流股对结晶器窄面的冲击点也越高，此外，较高的铸速会引起弯月面的剧烈波动，这将会引起各种缺陷；(4)水口内径和出水口面

3、积大小影响流场速度，凹井状况对流场也存在一定的影响。关键词：PlV；物理模拟；钢连铸；流场张文肖：板坯连铸结晶器内熔体流动的PW分析PIVAnalysisonFlowintheMoldduringContinuousCastingofSteelSlabAbstractHigh-efficiencycontinuouscastinghasbecomethemaindevelopmentdirectionofthecontinuouscasting．Fluidflowinthemoldmustbeoptimizedinord

4、ertoimprovetheinternalandsurfacequalityofthecastandavoidsteelleakingwhileincreasingthecastingspeed．Inthispaper，PIV(ParticleImageVelocimetry)isusedtostudythefluidflowphenomenaincontinuouscastingofsteel．研豫paperdescribesflmdamentalprincipleofPⅣaswellasitshardware(1a

5、ser，CCDetc．)andsoftwaresystem(imagegatheringsystem，imageprocessingsystem)．Suitableseedingparticleandsoftwaresettingparametersarefoundfortheslabphysicalsimulationexperiment．Flowvisualizationinthemoldiswellachieved．Physicalmodelsystemforcontinuouscastingofslabwitht

6、hesizeof1650mmx220mmiSdesigned，includingmoldmodel，watercirculationsystem，AC(alternatingcurrent)sheetlightsystem．nleinfluenceofnozzleangle，nozzlediameter,immerseddepthofnozzle，pitstructl：n'eofnozzleandthecastingspeedontheflowbehaviorareinvestigatedquantitatively．T

7、heresultshaveshownthat：(1)Therearetwolargere-circulationsaboveandbelowoffluidjetinthemoldseparately，andthebelowvortexislargerthantheaboveone．Theslabqualityiscloselyrelatedwiththesetwovortexes．(2)Theangleandimmerseddepthofnozzlearetwoimportantfactorswhichinfluence

8、theflowinthemold．Asforthesimulatingmodel，thesuitableimmerseddepthischosenabout130mm．Thebiggertheangleis，thelowertheimpactingpointOilthenalTOWface．(3)Thehighert