結(jié)晶器溫度場和流場的數(shù)值模擬.pdf

1、由于連鑄過程涉及到高溫和復(fù)雜的物化現(xiàn)象，且到目前為止尚無有效手段進行精確地現(xiàn)場測試。因此，對連鑄過程進行數(shù)值模擬就成為預(yù)測連鑄相關(guān)現(xiàn)象、優(yōu)化連鑄工藝的有效手段。用數(shù)值模擬的方法對連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動和傳熱過程進行研究是近年來該學(xué)科發(fā)展的前沿領(lǐng)域，其重要目的是掌握結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動的流場和溫度場分布情況，為工業(yè)生產(chǎn)控制、結(jié)晶器設(shè)計提供可靠的理論依據(jù)。 深入了解和控制結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動行為是保證高效連鑄工藝順行和提高鑄坯質(zhì)量的關(guān)鍵。

2、因此，人們十分重視鋼液在結(jié)晶器內(nèi)流動特征的研究，最普遍的方法就是物理模擬和數(shù)值模擬。針對某鋼廠大方坯連鑄結(jié)晶器，本文采用數(shù)值模擬的方法，研究了不同浸入式水口及連鑄參數(shù)對結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動行為的影響。 本文運用商業(yè)軟件，依據(jù)計算流體動力學(xué)理論建立了三維數(shù)學(xué)模型，計算了不同工藝參數(shù)條件下結(jié)晶器內(nèi)的流場和溫度場，研究了浸入式水口的浸入深度、側(cè)孔傾角和拉速對結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流場和溫度場的影響，分析了不同參數(shù)對結(jié)晶器內(nèi)夾雜物去除情況的影響。

3、 研究結(jié)果表明：隨著拉速的增大，結(jié)晶器液面波動增大，流股對窄面的沖擊強度增大，結(jié)晶器自由液面的溫度升高，這有利于保護渣的熔化，但也容易使結(jié)晶器出口處的坯殼厚度變薄，不利于坯殼的凝固；隨著浸入式水口浸入深度和水口側(cè)孔傾角增大，液面波動減小，但上回流區(qū)的高溫面積減小，容易產(chǎn)生表面質(zhì)量問題。 顆粒直徑對結(jié)晶器內(nèi)夾雜物的去除率影響較大，在拉速為0．7m/min，夾雜物顆粒直徑為300μm時，夾雜物的去除效果較好：對于直徑小于100