高速连铸结晶器内氩气泡/钢水/凝固坯壳相互作用行为研究

随着我国钢铁工业的飞速发展，与高速连铸相关的技术开发和研究变得十分迫切。为了防止水口堵塞和钢水二次氧化，促进结晶器内夹杂物上浮，连铸中一般从水口吹入一定量的氩气。但如何优化吹氩操作？氩气泡进入结晶器后在两相流中的运动、分布行为如何？氩气泡抵达钢水/凝固坯壳界面后什么情况下会被捕获？对于这些与铸坯质量密切相关的基础理论问题，目前还没有明确的答案，相关的研究也不多。本申请项目将以解决这些问题为目标，通过超声多普勒测速仪测量金属液流速，电阻探针法测量金属液内气泡行为来研究结晶器内两相流流场结构，通过可视化模拟实验配合倾斜水冷插针实验来研究气泡在凝固坯壳前沿及界面行为，结合理论分析和数学模拟，从根本上理解高速连铸条件下结晶器内气泡/钢水、气泡/凝固坯壳相互作用规律。基于这些研究，形成水口吹氩操作优化理论和工艺，为避免氩气泡对铸坯质量的不良影响，充分发挥水口吹氩的冶金学功能，提供理论依据和操作指导。