基于實(shí)測的連鑄坯結(jié)晶器傳熱及力學(xué)行為模擬

基于實(shí)測的連鑄坯結(jié)晶器傳熱及力學(xué)行為模擬

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1、碩士學(xué)位論文基于實(shí)測的連鑄坯/結(jié)晶器傳熱及力學(xué)行為模擬Thermo.mechnicalBehaviorofSlabandMoldBasedonMeasurementsinSlabContinuousCasting學(xué)號:211Q嬰坐大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology基于實(shí)測的連鑄坯,結(jié)品器傳熱及力學(xué)行為模擬大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知,除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外,本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果,也不包含其他已申請學(xué)位或其

2、他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處,本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目:基于實(shí)蒯敞蓮等坯乃繕量謦傳熬瑟力學(xué)方,為篌擬作者簽名:日期:聊9年么月』日大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要作為連鑄機(jī)的重要部件,結(jié)晶器內(nèi)均勻穩(wěn)定的傳熱條件,是保障鑄機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行、高效生產(chǎn)的前提。研究發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi)的傳熱與力學(xué)行為,對鋼液的初期凝固行為進(jìn)行控制,對于穩(wěn)定和提高連鑄坯質(zhì)量具有重要作用。為了掌握寬厚板結(jié)晶器傳熱過程的相關(guān)規(guī)律和特征,針對連鑄寬厚板坯生產(chǎn)過程,探討結(jié)晶器熱流的影響因素與控制途徑,對該鑄機(jī)累計(jì)一年的

3、澆鑄數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和記錄,分別討論拉速、過熱度、進(jìn)水溫度等因素對結(jié)晶器熱流的影響。結(jié)果表明,結(jié)晶器熱流隨拉速的升高而上升,但在拉速提高至1.05m‘min以上時(shí)熱流不再增大,碳含量在0.13%時(shí)的結(jié)晶器熱流最低,需要合理設(shè)計(jì)結(jié)晶器一冷工藝和保護(hù)渣,形成緩冷以防止縱裂和其他缺陷。以國內(nèi)某鋼廠板坯連鑄結(jié)晶器為研究對象,基于結(jié)晶器銅板溫度檢測系統(tǒng)的實(shí)測數(shù)據(jù),通過建立結(jié)晶器/鑄坯傳熱凝固反問題模型,利用實(shí)測溫度反算結(jié)晶器/鑄坯熱流密度。以此為基礎(chǔ),建立基于ANSYS的結(jié)晶器有限元計(jì)算模型,模型中細(xì)致考慮水槽、鍍層對結(jié)晶器傳熱的影響,結(jié)晶器熱面與鑄坯之間以反算熱流密度作為邊

4、界條件,利用二維切片移動方法計(jì)算結(jié)晶器溫度場。結(jié)果顯示,ANSYS模擬結(jié)果與反算程序所得結(jié)果一致,印證了傳熱反問題模型的可靠性。當(dāng)鑄坯出現(xiàn)縱裂時(shí),結(jié)晶器寬面方向溫度波動明顯,相反,在無縱裂的正常工況下,結(jié)晶器溫度相對均勻,無顯著波動。從熱面到冷面,銅板溫度分布基本為一簇平行的等溫線,在冷卻水槽區(qū)域銅板溫度曲線呈弓形,深水槽根部溫度比淺水槽根部溫度高10℃左右。利用ANSYS建立鑄坯凝固過程的二維瞬態(tài)模型,以拉坯速度為切片移動速度,模擬鑄坯從彎月面到結(jié)晶器出口的凝固和應(yīng)力狀態(tài)。計(jì)算時(shí)將溫度場模擬的結(jié)果作為體載荷,考慮鋼水靜壓力對鑄坯應(yīng)力分布的影響,利用間接耦合方法

5、計(jì)算鑄坯的應(yīng)力分布。結(jié)果顯示:出現(xiàn)縱裂時(shí),鑄坯在距彎月面相同距離高度處的溫度分布波動明顯,而正常工況下鑄坯在距離彎月面相同距離高度處溫度分布則相對均勻。鑄坯實(shí)際發(fā)生縱裂紋的位置,處于坯殼溫度和厚度過渡急劇的區(qū)域,根據(jù)縱裂紋判據(jù),坯殼凝固較快的區(qū)域?qū)χ車鳉ぎa(chǎn)生拉應(yīng)力,同時(shí)該應(yīng)力作用在其臨近范圍內(nèi),如果坯殼的高溫抗拉強(qiáng)度低于該拉應(yīng)力,就會萌生裂紋。關(guān)鍵詞:傳熱;力學(xué)行為;結(jié)晶器;連鑄坯:反問題基于實(shí)測的連鑄坯/結(jié)晶器傳熱及力學(xué)行為模擬InverseProblemonMouldHeatTransferandLubricationforSlabContinuousCa

6、stingAbstractAsanimportantcomponentofcontinuouscastingmachine·Uniformityandstabilityheattransferconditionsinmoldarepremiseforstableoperationofthecastingmachineandefficientproduction.ItiSplaysallimportantroleforcontroltheinitialsolidificationbehaviorofliquidsteeltoresearchheatandmecha

7、nicalbehavioroccursinthemold.Forwideandthickslabcontinuouscastingproductionprocess,InordertoacquiretherelevantlaWSofwideandthickplatemoldheattransferprocessesandcharacteristics,toexplorefactorsaffectingheatmoldandcontrolchannels.Therefore,thispaperusethedatefromacastingmachineinastee

8、lmill,forexa

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