連鑄新工藝中鋼坯凝固傳熱模型及應(yīng)用軟件研究.pdf

1、隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，提高連鑄坯產(chǎn)量和質(zhì)量成為連鑄技術(shù)研究的主要問題之一。由于鑄坯產(chǎn)品的質(zhì)量與鑄坯凝固過程密切相關(guān)，而連鑄坯的凝固基本上是在結(jié)晶器和二次冷卻區(qū)域內(nèi)完成的，所以研究結(jié)晶器和二冷區(qū)內(nèi)凝固傳熱對(duì)了解鑄坯凝固行為和保證鑄坯質(zhì)量具有重要的意義。同時(shí)也通過開發(fā)新工藝來改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量，諸如電磁攪拌、輕壓下等。多年來，人們對(duì)鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的研究主要通過各種實(shí)驗(yàn)、檢測手段以及數(shù)值模擬技術(shù)完成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)以成為模擬連鑄

2、過程的一種重要手段。 首先，本文結(jié)合漣鋼的生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)薄板坯凝固傳熱過程，進(jìn)行了機(jī)理模型的研究，建立了薄板坯凝固傳熱的二維移動(dòng)薄片模型。采用有限容積法求解模型方程，并運(yùn)用等效比熱法處理凝固潛熱，模擬計(jì)算了一定工藝條件下的連鑄過程。得到薄板坯內(nèi)部各點(diǎn)的凝固狀態(tài)和溫度分布情況。并且分析了拉速、過熱度和冷卻水量等因素對(duì)連鑄凝固過程的影響。 其次，在薄板坯凝固傳熱模型的基礎(chǔ)之上建立連鑄結(jié)晶器喂鋼帶的數(shù)學(xué)模型。并對(duì)一典型喂鋼帶的連

3、鑄工藝進(jìn)行模擬分析，得到了連鑄坯溫度分布和喂進(jìn)鋼帶凝固狀態(tài)的曲線。喂進(jìn)鋼帶改變了結(jié)晶器內(nèi)溫度場的分布和傳統(tǒng)的由表及里凝固方式；鋼帶在結(jié)晶器內(nèi)先凝固后熔化，降低了鋼水過熱度和鑄坯斷面溫度梯度，使的溫度分布更有利于等軸晶結(jié)晶過程的進(jìn)行，有利于鑄坯斷面形核率的提高。同時(shí)該模型也給出了鋼帶尺寸、拉速和過熱度等參數(shù)對(duì)連鑄坯凝固過程的影響，為喂鋼帶工藝的工業(yè)化提供了理論依據(jù)。 最后，本文介紹了作者開發(fā)的數(shù)值模擬軟件。用Visual Basi