【摘要】：近年來(lái),近終型連鑄技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸成為世界各國(guó)研究人員爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)。雙輥薄帶連鑄技術(shù)是一種最典型的近終型連鑄技術(shù),可以直接由鋼液形成薄帶鋼,具有效率高、成本低、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),是近代冶金工業(yè)中的一項(xiàng)前沿性技術(shù)。高溫鋼液在鑄軋熔池內(nèi)的流動(dòng)形態(tài)是影響薄帶產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一。研究熔池內(nèi)鋼液的流動(dòng)行為與傳熱規(guī)律對(duì)布流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鑄軋工藝參數(shù)的優(yōu)化有相當(dāng)重要的理論與實(shí)際意義。本課題以某公司的雙輥薄帶連鑄機(jī)為原型,建立三維鑄軋熔池流熱耦合的仿真模型,充分考慮了熔池自由液面波動(dòng)、結(jié)晶輥轉(zhuǎn)動(dòng)、鋼液粘度變化和結(jié)晶潛熱等因素的作用。通過(guò)有限元軟件的仿真分析,研究了三維鑄軋熔池中鋼液流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的分布規(guī)律,分析了楔形布流器不同的水口結(jié)構(gòu)參數(shù)和不同鑄軋工藝參數(shù)對(duì)熔池流熱耦合場(chǎng)的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),在鑄軋熔池中部,鋼液流場(chǎng)和溫度場(chǎng)均沿鑄帶寬度方向呈現(xiàn)規(guī)律性間隔分布,在熔池出口處,鋼液溫度近似成正弦曲線分布;布流器側(cè)面水口傾角可以改變鋼液流股的流向,水口錐度角的設(shè)置可以有效改善兩水口之間鋼液流量過(guò)小的問(wèn)題,有利于降低熔池出口處的溫度差;近側(cè)封板處熔池鋼液的流動(dòng)規(guī)律與熔池中心位置相比有較大差異,近側(cè)封板處存在三個(gè)較大的的漩渦區(qū),且漩渦大小對(duì)自由液面的波動(dòng)和內(nèi)部鋼液混合均勻程度都有很大影響;通過(guò)正交分析,得到了最優(yōu)的布流器結(jié)構(gòu)參數(shù)取值,并使用最終得到的優(yōu)化參數(shù),分析了鋼液過(guò)熱度、鑄軋速度和綜合換熱系數(shù)三種鑄軋工藝參數(shù)合理取值范圍。此外,本文還提出一種雙排正弦形側(cè)面布流水口型楔形布流器,通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn),正弦形側(cè)面布流水口排布方案可以使鋼液在熔池內(nèi)均勻布流,熔池出口溫差和液面湍動(dòng)能兩指標(biāo)結(jié)果甚至優(yōu)于原模型正交優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)方案。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG335.9
【圖文】：

雙輥薄帶連鑄工藝概述隨著世界工業(yè)化的快速發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)業(yè)逐漸成為工業(yè)時(shí)代的支柱。但是，傳統(tǒng)、軋制過(guò)程中不僅需要消耗大量的自然資源，而且還產(chǎn)生各種工業(yè)污染物，對(duì)造成了嚴(yán)重的破壞。由于能源消耗日益加劇，近年來(lái)的鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，近終術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸成為世界各國(guó)研究人員爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)。雙輥薄帶連鑄種最典型的近終型連鑄技術(shù)，可以直接由鋼液形成薄帶鋼，具有效率高、成環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)[1,2]。在薄板帶軋制過(guò)程中，由于鋼液在很短的時(shí)間內(nèi)形成凝固坯殼性形變，因此鋼帶組織細(xì)密、成分均勻，產(chǎn)品質(zhì)量較高[3]。雙輥薄帶連鑄是近業(yè)中的前沿性技術(shù)，是鋼鐵工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一次重大變革。雙輥薄帶連鑄技術(shù)是直接將高溫金屬液鑄軋形成薄帶鋼板的技術(shù)，帶鋼厚度可m~10mm 范圍[4]。其主要流程為：高溫鋼液從大包內(nèi)流入中間包，后通過(guò)布流勻布流進(jìn)入由結(jié)晶輥和側(cè)封板組成的鑄軋熔池，熔池中的鋼液在兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)晶輥的冷卻下快速凝固，后經(jīng)結(jié)晶輥的軋制作用進(jìn)而形成均勻的薄帶鋼板[5]。意圖見(jiàn)圖 1.1。

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論合在一起。通過(guò)該工藝生產(chǎn)的薄帶鋼板內(nèi)部組織細(xì)密、成分均勻，晶粒得到細(xì)化，產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的板材更好。目前，雙輥薄帶連鑄機(jī)類型很多，根據(jù)不同結(jié)晶輥的輥徑可以分為同徑雙輥薄帶連鑄機(jī)和異徑雙輥薄帶連鑄機(jī)。以兩結(jié)晶輥的空間排布方式的不同，又可以分為垂直式、傾斜式和水平式三種類型，如圖 1.2。其中，尤以垂直式分布方式、同徑雙輥連鑄機(jī)使用最廣泛，工業(yè)化生產(chǎn)前景較好。1-鋼包；2-澆注系統(tǒng)；3-鑄帶

(b)傾斜式 (c)水圖 1.2 雙輥薄帶連鑄機(jī)空間排布方式Fig. 1.2 Space arrangementoftwin roll strip casting內(nèi)外發(fā)展歷程 Henry Bessemer 最先提出利用雙輥薄帶連鑄技術(shù)發(fā)明專利，其原理圖見(jiàn)圖 1.3。但是該項(xiàng)技術(shù)在際生產(chǎn)，因此并沒(méi)有引起廣泛的注意，該項(xiàng)專1-鋼包；2-澆注系統(tǒng)；3-鑄

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2748382