Скрутка шлака является типичным дефектом, образующимся в процессе заполнения стальной заготовки и напрямую влияющим на конечное качество заготовки. Форма входного отверстия в основании формы является ключевым фактором, влияющим на поток стали и поведение шлака. Для изучения влияния формы входного отверстия на поведение шлака была проведена систематическая исследовательская работа на основе многофазной модели Fluent с учетом взаимодействия между стальной жидкостью, защитным шлаком и воздухом, а также процесса затвердевания при заполнении. Исследовано влияние угла входа отверстия (5°, 15°, 25°) на поле потока и захват капель шлака в процессе заполнения стальной заготовки весом 3,1 т. Результаты показали, что в начальной стадии заполнения в области хвоста заготовки затвердевшая оболочка тонкая, внутренняя подвижность стали хорошая, капли шлака быстро всплывают к шлаковой прослойке; с увеличением высоты заполнения изменение угла входа существенно влияет на форму потока стали: чем больше угол входа, тем больше основной поток стали смещается к боковой стенке; для данной модели заготовки при угле входа 5° вихри внутри стали всегда расположены вблизи поверхности металла, в зоне отсутствия застывшей оболочки, что способствует подавлению возникновения скрутки шлака. Данное исследование может служить справочным материалом и рекомендацией для проектирования формы входного отверстия при производстве методом нижнего заливания форм.

стальная заготовка;многофазный поток;угол входного отверстия;дефект скрутки шлака