基于有限元的連鑄圓坯結(jié)晶器熱力耦合仿真.pdf

1、在連鑄過程中,結(jié)晶器是連鑄機(jī)中的鑄坯成型設(shè)備,是連鑄機(jī)主體設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備之一。結(jié)晶器的設(shè)計(jì)和熱工作狀態(tài)對連鑄機(jī)的生產(chǎn)率和鑄坯質(zhì)量密切相關(guān),而且結(jié)晶器內(nèi)部鋼水凝固傳熱的復(fù)雜性決定了很難開展工業(yè)試驗(yàn)來了解其內(nèi)部鑄坯的凝固狀況,因此數(shù)值模擬就成為人們認(rèn)識和改進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)部熱和力學(xué)狀態(tài)的重要工具,成為設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)晶器的重要手段。
　　 本文利用ANSYS有限元分析軟件建立了圓坯Φ178mm的結(jié)晶器和鋼液的三維熱力耦合分析模型。在充分考慮了

2、結(jié)晶器和鑄坯材料物性參數(shù)隨溫度變化的情況下,先進(jìn)行結(jié)晶器和鋼水的溫度場計(jì)算,得到溫度分布;再將溫度場結(jié)果作為熱載荷施加到應(yīng)力變形計(jì)算模型中,計(jì)算結(jié)晶器和鑄坯的收縮變形,并以此為判據(jù)更新溫度計(jì)算模型的熱邊界條件,如此反復(fù)直至鑄坯出結(jié)晶器為止。
　　 結(jié)晶器和鑄坯的熱力耦合模型結(jié)果不僅直觀的反映了結(jié)晶器內(nèi)的凝固傳熱過程,同時(shí)也得到了鑄坯的收縮變形曲線以及界面間的氣隙分布規(guī)律。在闡述了鋼水凝固形成過程后,討論了不同拉速和鋼種碳含量對坯