小方坯連鑄結(jié)晶器銅管錐度研究.pdf

1、隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步和對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，結(jié)晶器錐度的優(yōu)化設(shè)計(jì)已被越來越多的學(xué)者和生產(chǎn)者所關(guān)注。本文利用大型通用有限元軟件ANSYS，采用有限元方法對150方坯結(jié)晶器銅管的錐度進(jìn)行了優(yōu)化，首先建立二維非穩(wěn)態(tài)熱力耦合模型，模擬計(jì)算鑄坯在結(jié)晶器中的凝固收縮；通過建立三維的結(jié)晶器熱力耦合模型，計(jì)算出結(jié)晶器銅管的變形，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了結(jié)晶器的最佳錐度。 對結(jié)晶器中鑄坯凝固過程進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，比較了拉速和過熱度對鑄坯凝固的影響，研究

2、表明，結(jié)晶器出口處鑄坯溫度隨拉速的增大而升高，坯殼隨拉速的增大而減薄，坯殼收縮量隨拉速的增大而減??；拉速對鑄坯的應(yīng)力應(yīng)變有很大的影響，對應(yīng)力的影響程度要大于應(yīng)變；過熱度從15℃提高到25℃時(shí)，鑄坯溫度稍有增加，坯殼收縮量影響較小，坯殼減薄。 對結(jié)晶器銅管溫度場和變形進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果表明結(jié)晶器銅管的熱面和冷面溫度隨拉速的提高而增大，銅管的變形量也隨拉速的提高而增大；過熱度從15℃提高到25℃時(shí)，結(jié)晶器銅管熱面溫度稍有增加，冷面

3、溫度基本不變，對結(jié)晶器銅管變形影響很小。 最后綜合鑄坯的收縮和結(jié)晶器的變形，得到了結(jié)晶器銅管的合理錐度，研究表明，在結(jié)晶器銅管錐度設(shè)計(jì)中必須考慮銅管和鑄坯的相互作用，銅管變形對結(jié)晶器錐度影響較大。拉速對結(jié)晶器銅管錐度的影響較大，對比不同拉速下同一鋼種結(jié)晶器銅管的錐度發(fā)現(xiàn)，較大的拉速需要較小的錐度，而拉速較小時(shí)其需要較大的錐度。比較不同過熱度下結(jié)晶器的錐度，發(fā)現(xiàn)過熱度對錐度的影響較小。對比結(jié)晶器銅管壁面中央和角部的錐度發(fā)現(xiàn)，在銅管