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《河北理工大学》 2005年
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方坯连铸结晶器内钢液行为的数值模拟

胡胜亮  
【摘要】:由于连铸涉及到高温和复杂的物化现象,而且到目前为止尚无有效手段进行精确地现场测试。因此,对连铸过程进行数值模拟就成为预测连铸相关现象、优化连铸工艺的有效手段。用数值模拟的方法对连铸结晶器内钢液的流动和传热过程进行研究是近年来该学科发展的前沿领域,其重要目的是掌握结晶器内钢液流动的特点和凝固壳分布情况,为工业生产控制、结晶器设计提供可靠的理论依据。 对方坯连铸结晶器内钢液的流动、传热凝固现象进行了系统的分析;针对其特征建立了数值模型,并基于ANSYS 功能对模型进行了求解,系统研究了各个工艺参数对结晶器内钢液行为的影响。 研究结果表明:建立的数值模型能够准确反映结晶器内钢液行为特征,双方程的修正、针对具体问题有关常数的调整以及对边界条件的改进等都是行之有效的。同时为ANSYS 能够在热、力、流一体化分析研究冶金工程问题奠定了实践基础。它的成功模拟不仅降低了软件的开发成本,而且避免了用户由于软件本身的限制而学习不同专业软件的困难。 针对目前小方坯普遍采用保护浇注,使用直筒型水口,模拟了这种情况下结晶器内的流场以及传热凝固现象,为高效方坯连铸提供理论依据。结果显示直筒型水口浇注流场与敞口浇注以及双向侧孔水口浇注的流场存在差异;直筒型水口冲击深度较深,与板坯侧孔水口相比浸入深度应较浅些,适宜深度为100mm。拉速等其它工艺参数对钢液流动及其凝固传热都有很重要影响。
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