圓坯連鑄結(jié)晶器/鑄坯溫度場(chǎng)與濃度場(chǎng)數(shù)值模擬

圓坯連鑄結(jié)晶器/鑄坯溫度場(chǎng)與濃度場(chǎng)數(shù)值模擬

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1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文圓坯連鑄結(jié)晶器/鑄坯溫度場(chǎng)與濃度場(chǎng)數(shù)值模擬姓名:詹慧英申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):材料加工工程指導(dǎo)教師:姚曼;王旭東20061201人近理上大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鑄坯的凝固組織是決定鑄坯性能的關(guān)鍵因素,優(yōu)質(zhì)鑄坯的獲得得益于對(duì)鑄坯凝固過程和凝固組織的控制。在鋼的連鑄過程中,結(jié)晶器內(nèi)熱流和傳質(zhì)狀態(tài)對(duì)連鑄工藝操作和鑄坯質(zhì)量有著重要的影響。凝固坯殼和結(jié)晶器間的傳熱傳質(zhì)與漏鋼、裂紋以及偏析的形成有著密切的關(guān)系,結(jié)晶器與鑄坯間傳熱狀況的在線檢測(cè)對(duì)優(yōu)化工藝參數(shù)、預(yù)防漏鋼等具有重要的作用。但由于檢測(cè)手段的局限性,結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固過程在實(shí)際生產(chǎn)中是難于觀察到的,這使得單純靠實(shí)

2、驗(yàn)研究和工業(yè)試驗(yàn)是不夠的,而且也是不經(jīng)濟(jì)的。因此針對(duì)此種情況,本文建立了連鑄結(jié)晶器/鑄坯的傳熱數(shù)學(xué)模型,研究鋼水在結(jié)晶器中的凝固行為。本文一方面對(duì)寶鋼現(xiàn)場(chǎng)在線采集的大量圓坯連鑄結(jié)晶器實(shí)測(cè)溫度、熱流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究,尋找其內(nèi)在的規(guī)律,分析各個(gè)工藝參數(shù)(如拉速、含碳量、電磁攪拌電流、保護(hù)渣和澆注溫度等)對(duì)結(jié)晶器溫度、熱流的影響,為熱流作為重要監(jiān)測(cè)參數(shù),應(yīng)用于連鑄生產(chǎn)提供依據(jù)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):結(jié)晶器平均溫度、熱流隨著拉速的增加而逐漸增加,特別是2L層熱流影響比較明顯;不同含碳量下,拉速對(duì)熱流的影響程度不同,含碳量越高,熱流隨拉速增加的越快;結(jié)晶器平均溫度、熱流與高熱流區(qū)熱流平均值隨

3、碳含量增大而增大;不同保護(hù)渣類型下結(jié)晶器平均熱流與高熱流區(qū)周向分布不同;小范圍內(nèi)澆注溫度對(duì)平均熱流的影響程度不大,澆注溫度的變化常常與其它參數(shù)相匹配,以保持熱流的相對(duì)穩(wěn)定。另一方面,在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,建立圓坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鑄坯的三維傳熟模型,計(jì)算圓坯/結(jié)晶器的溫度場(chǎng)和結(jié)晶器內(nèi)的熱流分布,并根據(jù)已有的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的正確性。同時(shí),在準(zhǔn)確計(jì)算溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上,建立鑄坯凝固過程中的溶質(zhì)擴(kuò)散模型,計(jì)算鑄坯的固相率和濃度場(chǎng)分布,討論各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)鑄坯坯殼厚度的影響。模擬計(jì)算結(jié)果表明:圓坯連鑄溫度和熱流計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值符合較好;含碳量越高,鑄坯固相率越低,且結(jié)晶器周向不同角度處的固相率分布

4、不均勻;碳含量較高的鋼種。偏析程度較輕;計(jì)算得到的結(jié)晶器內(nèi)坯殼厚度與經(jīng)驗(yàn)公式符合較好,隨拉速、澆注溫度和碳含量的提高,坯殼厚度變薄?;趯?shí)測(cè)數(shù)據(jù)的模型計(jì)算結(jié)果能較好地反映實(shí)際生產(chǎn)工藝條件下,結(jié)晶器內(nèi)熱流與坯殼厚度的不均勻分布情況,為迸一步研究結(jié)晶器內(nèi)傳熱、坯殼凝固和有效提高鑄坯質(zhì)量、防止漏鋼提供一個(gè)可行性的工具。關(guān)鍵詞:連鑄:結(jié)晶器;圓坯;熱流;溫度場(chǎng);濃度場(chǎng)大連理.L走學(xué)碩士學(xué)位論文Numericalsimulationofmould/billettemperatureandconcentrationfieldinthecontinuouscastingofroundbill

5、etAbstFactHi曲qualitybilletsareobtainedfromthesuitablecontrolofsolidificationprocessingandstructure,forsolidificationstructureisoneofthekeyfactorsinformingthepropertiesofbillets.Duringtheprocessingofsteelcontinuouscasting,heatfluxandconcentrationdistributioninthemouldandbillethavesignificante

6、ffectsontheprocessingoperationandbillet’Squality.neformationofstickbreakout.crackandsegregationcomesOutduetotheabnormalheatfluxandconcentratonbetweentheshellthicknessandmould,whichmakesitmoreimportanttodetecttheheatfluxinthemould.Forthelimitedmethodsofdetection,inthelocalprocessing,it’snoton

7、lydifficulttoobservetheprocessofsteelsolidificationinthe1110uld.butalSOnoteconomicalandsufficienttodoexperimentstudyandindustrialtrialOnit.So,inthispaper,asimulatemodelhasbeendevelopedforthestudyofsteelsolidificationbehaviorinthemouldofcontinuousca

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