직사각형 슬래브 모서리 균열 및 철 누출과 같은 결함을 줄이고 주조 슬래브 품질을 향상시키기 위해 침지 노즐 출구 기울기 각도를 변경하여 응고기 유동장을 최적화하는 연구를 수행하였다. Fluent 소프트웨어를 통해 150 mm × 380 mm 직사각형 슬래브 응고기 내 강액 흐름 및 응고 결합 과정을 수치 시뮬레이션하였으며, 노즐 기울기 각도(15°~30°)가 표면 유속, 표면 난류 에너지 및 충격 깊이에 미치는 영향을 도출하였다. 결과에 따르면 노즐 기울기 각도가 증가함에 따라 평균 표면 유속은 감소하고 충격 깊이는 증가하여 액면 안정화에 유리하다. 그러나 기울기 각도가 커질수록 액면 변동은 작아져 강액 혼합 및 불순물 제거에는 불리하며, 하부 회전 영역이 너무 낮고 슬래브 껍질이 얇아져 철 누출이 발생하기 쉽다. 종합적으로 150 mm × 380 mm 주조 슬래브의 노즐 기울기 각도는 25°가 적합하다. 최적화된 노즐 사용 후 주조 슬래브 내 불순물 총수가 36% 감소하는 것으로 나타났다.

150 mm×380 mm 직사각형 슬래브; 노즐 기울기 각도; 응고기; 유동장; 수치 시뮬레이션