工藝參數(shù)及布流系統(tǒng)對(duì)薄帶連鑄開(kāi)澆過(guò)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(gè)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(yīng)綠色經(jīng)濟(jì)的要求。但是由于在薄帶生產(chǎn)過(guò)程中，傳熱和凝固是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，導(dǎo)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(guò)數(shù)值模擬的方法，采用ProCAST軟件對(duì)雙輥薄帶連鑄的開(kāi)澆過(guò)程進(jìn)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(duì)60m/min、80m/min、100m/min三種拉速和40℃、50℃、60℃三種過(guò)熱度，采用全排列的方法，模擬了不同工藝參數(shù)組合對(duì)雙輥薄帶連鑄開(kāi)澆過(guò)程中金屬熔池內(nèi)鋼液的流動(dòng)情況、熔池溫度分布及凝固過(guò)程的影響研究。研究結(jié)果表明：
　　1、拉速變化對(duì)開(kāi)澆過(guò)程的影響：
　　(1)采用兩側(cè)型浸入式水口時(shí)，隨著拉速的增加，金屬熔池內(nèi)鋼液的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(yùn)動(dòng)的鋼液沖擊高度明

3、顯增加，當(dāng)拉速大于60m/min時(shí)，自由液面及側(cè)封板附近的湍動(dòng)能明顯增加。
　　(2)采用帶抑湍板的楔形布流系統(tǒng)時(shí)，金屬熔池內(nèi)的流場(chǎng)分布較為復(fù)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(dòng)能較小。隨著拉速的增加，金屬熔池內(nèi)的流場(chǎng)沒(méi)有明顯變化而自由液面和側(cè)封板處的湍動(dòng)能隨之增大，但湍動(dòng)能大小約為采用兩側(cè)型浸入式水口時(shí)的十分之一。
　　2、過(guò)熱度變化對(duì)開(kāi)澆過(guò)程的影響：
　　(1)采用兩側(cè)型浸入式水口時(shí)，隨著過(guò)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(kāi)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(shì)，在對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)隨著過(guò)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(shí)，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(méi)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(shí)溫度逐漸降低容易形成均勻的坯殼。隨著過(guò)熱度的增加，坯殼厚度逐漸減小且變化范圍很小。