作为控制连铸结晶器内流动模式的有效措施,漩流浸入式水口的开发始于1997年。当时住友金属和歌山厂开发了一种圆坯连铸用的漩流浸入式水口,目的是了解漩流片的耐久性,并在多流圆坯连铸机上检测漩流的强度,原因是在圆坯连铸机上进行试验,浇铸操作和产品质量方面的风险较小。随后,开发了板坯连铸用的漩流式水口,在正式运用之前,进行了全比例的水模试验和计算机流体动力学(CFD)模拟,以设计漩流片和水口的内部尺寸,获得中间包和结晶器之间压头能量消耗的信息;随后是设计合理的出口孔形状,从而在结晶器内获得稳定和适当的流动。
所设计的水口在鹿岛厂进行了现场试验,浇铸的钢种为超低碳钢,其用途是汽车用镀锌钢板,这是要求最严格的钢种之一。试验结果表明这种水口内有足够强度的漩流,可提高浇铸速度,明显改善结晶器内流动的稳定性,改善板坯和钢板的表面质量。使用漩流水口和结晶器内使用电磁流动控制装置的效果相当。
该水口中增设了扭曲的漩流片,其目的是为了稳定结晶器内钢液的流动。作为漩流发生器的扭曲漩流片是一种产生漩流的有效方法。但它也不是十全十美的漩流发生装置,因为它的能源效率只有20%,漩流强度有限,长期使用后会产生非金属夹杂物堵塞的现象。
今后随着没有缺陷的产生漩流的新技术的开发,漩流式浸入式水口会在连铸生产中得到更广泛地应用。
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