本文關(guān)鍵詞：方坯連鑄結(jié)晶器流場(chǎng)與錐度的研究

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【摘要】：在連鑄過(guò)程中,連鑄結(jié)晶器是連鑄生產(chǎn)中的“心臟”,錐度又是結(jié)晶器最重要的設(shè)計(jì)參數(shù)之一,錐度設(shè)計(jì)的合理與否會(huì)影響到結(jié)晶器的使用壽命和鑄坯的質(zhì)量,合適的錐度可以減少鑄坯菱變、縱向凹陷、鼓肚、拉斷等質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。然而鋼液在結(jié)晶器內(nèi)構(gòu)成了復(fù)雜的熱力學(xué)系統(tǒng),如果通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法研究鋼液的凝固傳熱過(guò)程,會(huì)付出高昂的測(cè)試價(jià)格并且由于測(cè)試限制往往導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不準(zhǔn)確。現(xiàn)在普遍使用軟件模擬的方式進(jìn)行仿真,從而了解結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)的流場(chǎng)狀況以及溫度場(chǎng)分布情況,為結(jié)晶器錐度設(shè)計(jì)提供可靠的理論依據(jù)。本文以340mm×280mm方坯連鑄結(jié)晶器為研究對(duì)象,運(yùn)用數(shù)值模擬方法,利用流體軟件FLUENT為仿真模擬平臺(tái)進(jìn)行分析研究,具體內(nèi)容如下:首先,定義鋼液的相關(guān)控制方程,并設(shè)定鑄坯的性能參數(shù)和工藝參數(shù),構(gòu)建用于研究的數(shù)學(xué)模型。其次,利用流體軟件FLUENT,研究特定的拉速、水口側(cè)孔夾角、水口浸入深度情況下的流場(chǎng)狀況,并進(jìn)行流固耦合分析,模擬鑄坯的凝固過(guò)程,得到鑄坯溫度分布,坯殼生長(zhǎng)情況和鑄坯收縮狀況。最后,研究結(jié)晶器錐度的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,結(jié)合數(shù)值模擬得到的鑄坯收縮量進(jìn)行錐度設(shè)計(jì),并詳細(xì)敘述了結(jié)晶器錐度的制作過(guò)程,以及生產(chǎn)中如何保證結(jié)晶器錐度和測(cè)量結(jié)晶器錐度。
【關(guān)鍵詞】：方坯連鑄 結(jié)晶器 流場(chǎng) 溫度場(chǎng) 錐度
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG233.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 連鑄過(guò)程概述9
• 1.2 連鑄結(jié)晶器作用9-10
• 1.3 結(jié)晶器內(nèi)坯殼形成過(guò)程10-12
• 1.4 結(jié)晶器器內(nèi)傳熱及凝固的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 結(jié)晶器液面波動(dòng)與流場(chǎng)研究13-14
• 1.6 結(jié)晶器錐度的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.6.1 結(jié)晶器銅管錐度的定義14
• 1.6.2 影響結(jié)晶器錐度的因素14-15
• 1.6.3 結(jié)晶器錐度的發(fā)展15-16
• 1.6.4 國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)晶器錐度的研究16-17
• 1.7 課題研究?jī)?nèi)容及目的17-19
• 1.7.1 研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.7.2 研究的目的及意義18-19
• 第2章 方坯結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)及凝固傳熱數(shù)學(xué)模型19-28
• 2.1 模擬假設(shè)19
• 2.2 基本控制方程19-22
• 2.3 邊界條件與初始條件22-24
• 2.3.1 初始條件22
• 2.3.2 流場(chǎng)邊界條件22-23
• 2.3.3 溫度場(chǎng)邊界條件23-24
• 2.4 鑄坯參數(shù)24-26
• 2.4.1 液固相線溫度24
• 2.4.2 導(dǎo)熱系數(shù)24-25
• 2.4.3 熱焓25
• 2.4.4 鋼的密度25
• 2.4.5 鋼的熱膨脹系數(shù)25
• 2.4.6 鋼的泊松比和彈性模量25-26
• 2.5 方坯結(jié)晶器工藝參數(shù)26
• 2.6 方坯結(jié)晶器模型26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 方坯流場(chǎng)與收縮變形數(shù)值模擬28-36
• 3.1 結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)的基本特征28-30
• 3.2 溫度場(chǎng)分析30-33
• 3.2.1 溫度分布30-31
• 3.2.2 溫度變化曲線31-32
• 3.2.3 距彎月面不同距離的溫度分布32-33
• 3.3 收縮變形分析33-35
• 3.3.1 凝固情況33-34
• 3.3.2 坯殼厚度34
• 3.3.3 收縮情況34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 方坯結(jié)晶器錐度的設(shè)計(jì)及應(yīng)用36-49
• 4.1 結(jié)晶器錐度36
• 4.2 結(jié)晶器錐度的設(shè)計(jì)原理36-39
• 4.3 結(jié)晶器錐度的設(shè)計(jì)39-42
• 4.4 結(jié)晶器錐度的制作及保證措施42-47
• 4.4.1 結(jié)晶器錐度制作的工藝過(guò)程42-44
• 4.4.2 結(jié)晶器錐度的保證措施44-46
• 4.4.3 結(jié)晶器錐度的測(cè)量46
• 4.4.4 結(jié)晶器錐度的影響46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 結(jié)論49-50
• 參考文獻(xiàn)50-53
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果53-54
• 致謝54

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