Погружной водоотвод является направляющим элементом потока стальной жидкости внутри кристаллизатора непрерывной разливки. Оптимизация конструкции погружного водоотвода и улучшение состояния потока стальной жидкости имеет большое значение для производства высококачественных заготовок. Объектом исследования является поле течения внутри кристаллизатора для широкополочной заготовки размером 230 мм × 1650 мм на металлургическом заводе в Хэнани. Системное численное моделирование выполнено с использованием программного обеспечения ANSYS-FLUENT. В связи с сильными колебаниями уровня жидкой стали в кристаллизаторе во время производства, использовался новый тип плоского водоотвода для анализа влияния замены погружного водоотвода на поле течения жидкой стали в кристаллизаторе. Результаты исследования показали, что после замены на плоский водоотвод тенденция течения жидкой стали внутри кристаллизатора улучшилась, тогда как при использовании круглого водоотвода наблюдались значительные колебания скорости свободной поверхности жидкой стали и скорости на границе шлака в диапазоне 0~0,3 м от водоотвода, достигающие 0,3 м/с, что вызывало сильные колебания поверхности и появление включений шлака, существенно ухудшающих качество заготовок. Кроме того, турбулентная энергия при использовании плоского водоотвода уменьшилась на 50% по сравнению с круглым, что значительно снизило риск образования корки и повышает срок службы погружного водоотвода. Комплексный анализ показал, что новый плоский водоотвод более подходит для широкополочных заготовок. Наконец, имитация технологических параметров показала, что при глубине погружения 125 мм, скорости вытягивания 0,8 м/мин и угле наклона 15° можно получить более оптимальное поле течения жидкой стали внутри кристаллизатора, что предоставляет производству металлургического предприятия рекомендации по оптимальной технологической схеме.

кристаллизатор непрерывной разливки;погружной водоотвод;оптимизация структуры;регулирование поля течения;технологические параметры