連鑄坯凝固傳熱過程的數(shù)值模擬.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。連鑄由于其生產(chǎn)成本低、工作效率高、操作靈活以及高質(zhì)量等優(yōu)點在全世界的鋼鐵行業(yè)中都得到了迅速地發(fā)展。近幾年，高效連鑄成為連鑄發(fā)展的一個主．要趨勢。溫度在鑄坯凝固傳熱過程中備受關(guān)注，它關(guān)系著鑄坯的質(zhì)量和產(chǎn)量，決定高效連鑄能否順利進(jìn)行。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二次冷卻區(qū)內(nèi)完成的，所以研究二冷熱傳輸過程對了解鑄坯凝固行為和保證鑄坯質(zhì)

2、量也具有重要的意義。多年來，人們對鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的．研究主要通過各種試驗、檢測手段以及數(shù)值模擬技術(shù)完成。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)已成為研究連鑄冷卻過程的一種重要手段。 本文根據(jù)傳熱學(xué)基本原理和有限差分法，對連鑄圓坯的一維溫度場和方坯的二維溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬。圓坯溫度場方程采用隱式差分格式進(jìn)行離散，用追趕法進(jìn)行計算；方坯直接采用中心差分法進(jìn)行離散。 基于ANSYS對結(jié)晶器模擬分析表明，減小結(jié)晶器的厚度可以增加坯殼

3、厚度，這種現(xiàn)象并不明顯，但減小結(jié)晶器厚度可以使結(jié)晶器內(nèi)部溫度場更均勻。因此，在保證結(jié)晶器強度的條件下，應(yīng)盡量減小結(jié)晶器厚度。當(dāng)鑄坯斷面是方形時，結(jié)晶器角部用圓弧過渡可以改善結(jié)晶器與鑄坯的傳熱，有利于鑄坯坯殼的形成，同時也有利于結(jié)晶器的保護(hù)。 本文采用C語言編程的方法開發(fā)了連鑄圓坯一維和方坯二維傳熱模型的求解程序。通過計算，得到了在不同時刻鑄坯橫截面的溫度場分布及鑄坯凝固傳熱過程中不同拉速、過熱度、冷卻強度條件下，鑄坯沿鑄機(jī)方向上