工藝參數(shù)及布流系統(tǒng)對薄帶連鑄開澆過程影響模擬研究.pdf

1、雙輥薄帶連鑄技術(shù)是將鋼液直接注入由兩個鑄軋輥(冷卻輥)及兩側(cè)的側(cè)封板組成的金屬熔池直接生產(chǎn)薄帶坯的成形技術(shù)。與傳統(tǒng)工藝相比，它不但投資少、流程短而且能耗低，更能適應綠色經(jīng)濟的要求。但是由于在薄帶生產(chǎn)過程中，傳熱和凝固是在極短的時間內(nèi)完成的，導致影響薄帶質(zhì)量的因素較多，因此工藝控制難度較大。
　　本文通過數(shù)值模擬的方法，采用ProCAST軟件對雙輥薄帶連鑄的開澆過程進行了研究。雙輥薄帶連鑄模型分別采用了兩側(cè)型浸入式水口和楔形布流系統(tǒng)

2、兩種布流裝置，并針對60m/min、80m/min、100m/min三種拉速和40℃、50℃、60℃三種過熱度，采用全排列的方法，模擬了不同工藝參數(shù)組合對雙輥薄帶連鑄開澆過程中金屬熔池內(nèi)鋼液的流動情況、熔池溫度分布及凝固過程的影響研究。研究結(jié)果表明：
　　1、拉速變化對開澆過程的影響：
　　(1)采用兩側(cè)型浸入式水口時，隨著拉速的增加，金屬熔池內(nèi)鋼液的運動趨勢大體相同，但熔池內(nèi)鋼液的速度增加且沿側(cè)封板向上運動的鋼液沖擊高度明

3、顯增加，當拉速大于60m/min時，自由液面及側(cè)封板附近的湍動能明顯增加。
　　(2)采用帶抑湍板的楔形布流系統(tǒng)時，金屬熔池內(nèi)的流場分布較為復雜，內(nèi)部形成小的渦旋較多但自由液面及側(cè)封板處的湍動能較小。隨著拉速的增加，金屬熔池內(nèi)的流場沒有明顯變化而自由液面和側(cè)封板處的湍動能隨之增大，但湍動能大小約為采用兩側(cè)型浸入式水口時的十分之一。
　　2、過熱度變化對開澆過程的影響：
　　(1)采用兩側(cè)型浸入式水口時，隨著過熱度的增加

4、熔池內(nèi)鋼液溫度隨之升高且高溫區(qū)域的面積逐漸增大。鋼液在熔池底部開始凝固且呈現(xiàn)出由冷卻輥輥面向熔池中部、由熔池底部向熔池上部逐漸凝固的趨勢，在對比中可以發(fā)現(xiàn)隨著過熱度的增加凝固坯殼厚度減小。
　　(2)采用帶抑湍板的楔形布流系統(tǒng)時，熔池內(nèi)沿帶寬方向上Y-Z中心截面及冷卻輥輥面溫度分布較為均勻，沒有出現(xiàn)明顯的高溫區(qū)，而且鋼液經(jīng)輥面流向熔池底部時溫度逐漸降低容易形成均勻的坯殼。隨著過熱度的增加，坯殼厚度逐漸減小且變化范圍很小。