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圆坯连铸结晶器保护渣传热及其相关问题研究

肖洪波  
【摘要】:基于实测非均匀热流计算圆坯温度场,讨论圆坯周向传热的不均匀性,且同时考虑表层保护渣和缝隙保护渣的研究并不多,而在实测热流的基础上,计算圆坯温度场、保护渣的润滑和传热对研究铸坯的各类缺陷和合理化工艺操作都是必不可少的。因此,本论文以实测热流为边界条件,应用“表面更新”理论,建立圆坯-保护渣-结晶器三维传热计算模型。另外,拉速变化对弯月面形状、铸坯结晶器间传热和保护渣润滑等影响较大,是产生铸坯缺陷、漏钢、裂纹等的重要原因之一。所以,本章在第二章计算的基础上,以连续变化的实测热流为边界条件,实现了拉速变化过程的连续性计算。计算获得了圆坯温度场、表层渣温度场和缝隙渣膜厚度,计算结果与国内外文献报道相一致,说明本文计算方法是可行的。对连续变拉速过程中的热流数据分析,发现其变化无明显的规律性,致使拉速变化过程中各温度场的相应变化较复杂。 此外,液态熔渣流入结晶器和铸坯凝壳之间的缝隙内起润滑作用是连铸结晶器保护渣的重要作用之一。本论文应用粘性流体力学原理,对结晶器与铸坯间气隙内液渣流动行为进行了数值计算及分析,计算结果表明液渣在一个振动周期内流入、流出状态与结晶器振动参数有关,不能简单的划分为正滑脱期或负滑脱期流入;随着结晶器振幅、振频的增加,液渣平均流动速度减小。 最后,利用OpenGL可视化方法实现了高质量、交互式连铸过程温度场后处理图像的可视化显示。


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