基于PIV技术的结晶器液面波动指数优化

作者：高煜; 王振东; 单庆林; 张军国; 路博勋; 王彬; 崔衡^*

来源：连铸, 2023, (05): 35-50.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20230059

• 结晶器
• 液面波动
• 粒子图像测速
• F数
• 正交试验

针对国内某钢厂1 150 mm×230 mm断面尺寸的铸坯在冷轧过程经常出现线状缺陷、翘皮缺陷等问题，建立相似比为0.6的水模型，选择结晶器拉速、浸入式水口(Submerged Entry Nozzle, SEN)出口倾角和浸入深度进行三因素三水平正交试验。利用粒子图像测速(Particle Image Velocimetry, PIV)技术对不同工况下的结晶器流场进行测速，得到结晶器内钢液流动形态与钢液流速，通过结晶器液面波动指数(F数)分析不同工况对结晶器流场的影响规律。结果表明，通过PIV可以得到结晶器钢液流股的射流角度、流股对窄面的冲击点、冲击速度和冲击角度等参数，可应用F数对结晶器内钢液流动形态与液面波动进行表征。在正交试验中，各因素影响重要性为拉速>出口角度>浸入深度，最优工况为拉速1.5 m/min, SEN倾角为-30°,浸入深度为175 mm。与优化前工况对比，优化后的工况射流角度和冲击深度增大，上回流范围逐渐增大，F数减小且更接近目标值，液面波动幅度减小，卷渣发生的几率降低。

• 单位
  唐山钢铁集团有限责任公司; 北京科技大学