陈 骥，李宝宽，齐凤升

(1.上海东震冶金工程技术有限公司，上海 201900; 2. 东北大学 材料与冶金学院，辽宁 沈阳 110819)

0 前言

火焰清理工艺是一种去除钢坯表面缺陷、提高最终轧制产品质量的热化学过程。它利用高温火焰来熔化钢坯表面的金属薄层，进而去除其中的裂纹、点蚀、夹杂等表面缺陷[1-3]。对于汽车板、家电面板等高附加值的钢材来说，利用火焰清理来提高钢坯表面质量已经逐渐成为连铸过程的必要环节[4]。目前，火焰清理工艺最关键的就是钢坯表面质量，也就是表面平整度。由于国外技术垄断，目前火焰清理应用由于投资高、维修贵、发展缓慢，难以掌握核心技术。加之工业现场缺乏技术支持，无法从根本上解决清理沟痕问题[5-6]。

Showalter等人[7]描述了火焰清理过程中的基本概念，通过数学建模分析了钢坯的金属去除率。Taira等人[8]研究了火焰清理预热条件对板坯表面质量的影响。魏天赋和王向成[9]阐述了火焰清理工艺的应用现状和存在问题。韩俊和陈涛[10]分析了火焰清理机的技术参数和应用实例。国内外学者对火焰清理工艺的研究大多集中于应用方面，但对射流合并、冲击沟痕等机理研究却鲜有报道。

烧嘴是火焰清理机的核心部件，其产生的平行多孔射流直接冲击板坯表面，对清理质量有决定性的影响。本文基于计算流体力学(CFD)，利用数值模拟建立烧嘴管道、钢坯表面及射流空间的三维几何结构和数学模型，对火焰清理工艺不同参数下的流场结构和冲击特性进行研究，分析了钢坯表面沟痕的形成机理，探讨了沟痕分布的影响因素和提高表面平整度优化方法。……