Для уменьшения дефектов трещин в углах прямоугольной заготовки и утечки стали, а также для повышения качества литой заготовки проведено исследование по изменению угла наклона выходного отверстия погружного сопла с целью оптимизации потока в кристаллизаторе. С помощью программного обеспечения Fluent выполнено численное моделирование процесса течения и затвердевания стальной жидкости в кристаллизаторе прямоугольной заготовки размером 150 мм × 380 мм, получены результаты влияния угла наклона сопла (15°~30°) на скорость поверхности, турбулентную кинетическую энергию поверхности и глубину удара. Результаты показывают, что с увеличением угла наклона сопла средняя скорость поверхности уменьшается, глубина удара увеличивается, что способствует стабилизации уровня жидкости; однако с увеличением угла колебания поверхности уменьшаются, что неблагоприятно для смешивания стали и удаления включений, нижняя зона рециркуляции слишком низкая, оболочка заготовки становится тонкой, что способствует утечке стали; в итоге рекомендован угол наклона сопла для заготовки 150 мм × 380 мм равный 25°. Результаты применения показали, что после использования оптимизированного сопла общее количество включений в заготовке уменьшилось на 36%.

прямоугольная заготовка 150 мм×380 мм; угол наклона сопла; кристаллизатор; поток; численное моделирование