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700mm×700mm特大方坯连铸机结晶器相关技术研究

佟瑞松  
【摘要】:随着国民经济的不断发展,作为众多行业基础原材料的钢铁的需求量也不断增长,而连铸机作为现代钢铁生产的主要设备也显得尤为重要。面对高产量及高质量的双重标准,研发新一代的大型连铸机已成为当前亟待解决的工程问题之一。本文根据700 mm×700 mm特大方坯连铸机的特点及生产要求,对其在将来生产运行过程中存在的某些问题进行了预研性研究,并得出分析结果,为其发展奠定了基础,具有重要的理论和实际意义。 首先,通过对大方坯连铸机凝固机理的研究,确定其凝固传热模型的计算方法。并根据结晶器内部钢液的流动状况,对结晶器水口结构进行了设计,为之后的仿真优化计算奠定根基。 其次,利用FLUENT软件,建立了大方坯连铸机结晶器内部铸坯的三维模型,对不同水口结构及浸入深度下的结晶器内部流场及温度场进行了研究。对比不同的分析结果,得到水口结构的合理参数。采用优化后的水口建立铸坯的凝固传热模型,利用FLUENT软件中的凝固熔化模块对其冷却凝固过程进行了计算,得到其内部铸坯凝固时的温度分布及凝固坯壳生长、分布特点。同时分析了坯壳生成对钢液流动状况的影响,所得到的分析结果为大方坯连铸机的下一步设计提供了理论基础。 最后,利用FLUENT及ANSYS软件对结晶器铜板进行了热力耦合分析。采用FLUENT软件建立铜板与铸坯的流固耦合传热模型并进行仿真分析,将得到的铜板模型及其温度分布导入ANSYS软件进行热力耦合计算,从而得出结晶器铜板的应力分布状况。结果表明,铜板上的最大应力满足其强度要求。


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