鋁合金板坯連鑄過程流動現(xiàn)象的DPIV物理模擬.pdf

1、隨著連續(xù)鑄造技術(shù)的日益發(fā)展，高效連鑄是主要的發(fā)展方向。在拉速提高的條件下，必須優(yōu)化結(jié)晶器內(nèi)流場以適應(yīng)穩(wěn)定生產(chǎn)的需要，防止氣孔、拉漏等鑄坯缺陷的產(chǎn)生。鋁合金連續(xù)鑄造過程中，浮漂漏斗結(jié)構(gòu)和澆注工藝參數(shù)直接影響結(jié)晶器內(nèi)的流場，進而決定了鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。因而優(yōu)化浮漂漏斗的結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)意義重大。 本文將DPIV(DigitalParticleImageVelocimetry)粒子圖像測速技術(shù)應(yīng)用于鋁合金板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場

2、研究，介紹了DPIV測試流場的基本原理以及相應(yīng)的硬件系統(tǒng)(激光器、CCD相機等)和軟件系統(tǒng)(圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng))，并總結(jié)出DPIV系統(tǒng)用于大板坯連鑄模擬的軟件設(shè)置參數(shù)。將激光器片光源安置在模型的上方，減小了能量的損耗，保證了視場足夠的亮度和均勻性，實現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)流場可視化。 針對1650×220mm2鋁合金大板坯連鑄和1000×300mm2鋁合金中板坯連鑄，建立全比例模型。實驗中考慮到液固界面的影響并采用與枝晶生長結(jié)構(gòu)相似

3、的天然海藻模擬液固界面，效果較好。基于實際生產(chǎn)使用的浮漂漏斗結(jié)構(gòu)，設(shè)計并制作了9種不同結(jié)構(gòu)的浮漂漏斗。對不同浮漂漏斗及不同的拉坯速度下進行了DPIV物理模擬。分析了浮漂漏結(jié)構(gòu)和拉坯速度對流場和鑄坯質(zhì)量的影響。 實驗結(jié)果表明，隨著拉坯速度的增大，表面越不穩(wěn)定；可適當(dāng)增加浮漂漏斗出水口的向下出傾角來提高拉速；同等條件下浮漂漏斗采用跑道形出水口的要優(yōu)于矩形出水口。本實驗條件下出水口面積70×22mm2比較適宜。出水口的角度直接影響流動