Das Tauchmundstück ist ein führendes Bauteil für den Fluss der flüssigen Stahlmasse innerhalb des Stranggusskristallisators. Die Optimierung der Struktur des Tauchmundstücks und die Verbesserung des Fließzustands der flüssigen Stahlmasse sind von großer Bedeutung für die Herstellung hochwertiger Breitschlackenrohlinge. Als Untersuchungsobjekt wurde das Strömungsfeld innerhalb eines Stranggusskristallisators für Breitschlackenrohlinge in der Größe 230 mm × 1650 mm in einem Stahlwerk in Henan gewählt. Mit der Software ANSYS-FLUENT wurde eine systematische numerische Simulation durchgeführt. Aufgrund starker Schwankungen der Oberfläche der flüssigen Stahlmasse während des Produktionsprozesses wurde ein neuartiges flaches Mundstück verwendet, um die Auswirkungen des Austauschs des Tauchmundstücks auf das Strömungsfeld der flüssigen Stahlmasse im Kristallisator zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass nach dem Austausch durch das flache Mundstück die Fließtendenz der flüssigen Stahlmasse im Kristallisator verbessert wurde. Vor dem Austausch wies das kreisförmige Mundstück starke Schwankungen der Geschwindigkeit der freien Stahloberfläche und starke Geschwindigkeitsschwankungen an der Schlacken-Grenzfläche im Bereich von 0 bis 0,3 m vom Mundstück auf, die bis zu 0,3 m/s erreichten, was zu starken Oberflächenschwankungen und Einschlüssen von Schlacke führte, die die Qualität der Rohlinge ernsthaft beeinträchtigten. Darüber hinaus verringerte das flache Mundstück die Turbulenzenergie um 50 % im Vergleich zum kreisförmigen, wodurch das Risiko von Verstopfungen durch Abscheidung signifikant reduziert und die Lebensdauer des Tauchmundstücks erhöht wurde. Die umfassende Analyse zeigt, dass das neue flache Mundstück besser für Breitschlacken vor Ort geeignet ist. Schließlich zeigte die Simulation der Prozessparameter des flachen Mundstücks, dass bei einer Eintauchtiefe von 125 mm, einer Ziehgeschwindigkeit von 0,8 m/min und einem Neigungswinkel von 15 ° ein idealeres Strömungsfeld der flüssigen Stahlmasse im Kristallisator erreicht werden kann, was eine optimale Prozesslösung für dieses neue Mundstück darstellt und dem Stahlunternehmen als Referenz und Leitfaden für die Festlegung angemessener Prozessparameter dient.

Stranggusskristallisator; Tauchmundstück; Strukturoptimierung; Strömungsfeldsteuerung; Prozessparameter