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圆坯连铸结晶器锥度的研究

李丰德  
【摘要】: 连铸技术是现代炼钢生产过程中重要的成型技术,而结晶器是连铸机的心脏,在连铸过程中,提高连铸机的产量,改善铸坯的质量,延长结晶器的寿命,结晶器锥度都起着决定性的作用。多年来人们一直在开发许多数学模型来研究结晶器,但是很少有把结晶器的锥度曲线计算出来,所以开发能够正确反映结晶器锥度的数学模型很有意义。 本文对圆坯Ф180,Ф230,Ф350在结晶器的凝固过程中进行数值模拟研究;在准确计算铸坯温度场分布情况的基础上,充分的考虑了铸坯材料物性参数与温度相关的情况,建立了铸坯热应力的模型。模拟了圆坯Ф180,Ф230,Ф350在凝固过程中铸坯不同拉速、不同钢种的温度场,铸坯坯壳生长、收缩规律。模拟结果表明,拉速越大,铸坯在结晶器里面坯壳厚度越薄,铸坯的收缩越小,铸坯在结晶器出口的表面温度越大;拉速越小,结果则相反。模拟结果还表明,相同规格的低碳钢铸坯在结晶器的出口温度,坯壳厚度,收缩量比中碳钢的要大。 本文对圆坯Ф180,Ф230,Ф350的结晶器铜管在工作状态中进行数值模拟研究;在准确计算结晶器温度场分布情况的基础上,充分的考虑了结晶器的受力状况及材料物性参数与温度相关的情况,建立了结晶器热应力的模型。模拟结果表明拉速越大,结晶器冷面、热面的温度场越高,结晶器的位移量越大;拉速越小,结果则相反。相同拉速、相同坯型的低碳钢铜管的位移量、温度比中碳钢的要低。 最后本文结合铸坯和结晶器的模拟计算得出结晶器理想的锥度曲线,并得出不同拉速和钢种对结晶器锥度的影响规律。结果表明,结晶器的最优锥度为多锥度的抛物线曲线,铸坯的拉速越大,结晶器的总锥度越小。中碳钢结晶器的总锥度要比低碳钢的要大。


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