連鑄保護渣液-固渣膜傳熱與潤滑行為模擬研究.pdf

1、保護渣是連鑄生產重要的冶金輔料，承擔著絕熱保溫、吸收夾雜、防止氧化、改善傳熱和促進潤滑等功能，其中，改善傳熱和潤滑是其性能調控的核心，在高效連鑄技術發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。保護渣渣道內存在的復雜的熱力行為，準確認識和調控保護渣渣膜的分布、傳熱和潤滑行為，對于保障連鑄順行和連鑄坯質量提高具有重要意義。本文基于傳熱學、黏性流體力學和摩擦學基本原理，建立了針對實測數據的連鑄保護渣、氣隙傳熱與潤滑行為計算模型，對結晶器內保護渣的渣膜存在狀態(tài)、

2、傳熱機制、氣隙分布、保護渣消耗和潤滑/摩擦行為進行分析和研究。
　　首先，以國內某鋼廠寬厚板坯連鑄機為研究對象，依據實測的結晶器銅板溫度和工藝參數，建立了針對實測的結晶器傳熱反問題模型，通過對比溫度、熱流的實測數據和計算結果，對模型的可靠性進行驗證。以此為基礎，考察了鑄坯/結晶器間熱流密度、鑄坯表面溫度和結晶器熱面溫度的非均勻分布特征，并探討了拉速對結晶器傳熱的影響。
　　其次，在傳熱反問題研究的基礎上，依據熱量守恒開發(fā)出氣

3、隙及液/固渣膜計算模型，對結晶器與鑄坯間縫隙內的氣隙及液、固渣膜的分布狀態(tài)進行了研究。通過對比熱傳導和熱輻射在氣隙及液、固渣膜傳熱中的比重，探討了渣膜和氣隙的傳熱機理，并對傳導熱阻和輻射熱阻對傳熱過程的影響進行了研究。
　　之后，綜合考慮液渣、固渣和振痕對渣耗的貢獻和影響，建立了基于質量守恒的保護渣消耗量計算模型，通過計算液、固渣膜的分布特點，對結晶器內渣耗的非均勻性進行研究，考察了水平和澆鑄方向液、固渣膜的消耗行為，分析了拉速、

4、保護渣凝固溫度等參數對保護渣消耗量的影響。
　　最后，基于流體力學、Navier-Stokes方程和潤滑/摩擦學理論，綜合考慮液態(tài)摩擦、固態(tài)摩擦和混合摩擦狀態(tài)，建立了保護渣潤滑/摩擦行為計算模型。通過反算模型得到的結晶器和鑄坯溫度場界定和計算鑄坯表面的潤滑和摩擦狀態(tài)，對液態(tài)摩擦力、固態(tài)摩擦力和總摩擦力分布進行計算和分析，并研究了液態(tài)渣膜厚度、摩擦系數、保護渣黏度-溫度指數等因素對結晶器摩擦力的影響，研究結果為探索復雜的結晶器潤滑/