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板坯連鑄動態(tài)拉坯過程凝固傳熱數(shù)學(xué)模型研究

發(fā)布時間:2016-11-08 10:51

  本文關(guān)鍵詞:連鑄板坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《遼寧科技大學(xué)》 2008年

板坯連鑄動態(tài)拉坯過程凝固傳熱數(shù)學(xué)模型研究

劉忠鎖  

【摘要】: 鑄坯凝固過程中不穩(wěn)定的溫度分布對連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量有很大的影響。因此,必須積極尋求解決這一問題的方法。根據(jù)凝固傳熱理論,對板坯連鑄動態(tài)拉坯過程中凝固傳熱進(jìn)行研究,通過選擇合適的拉速、比水量、過熱度等工藝參數(shù)得到均勻穩(wěn)定的溫度分布,從而可以有效地改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。 本文在對板坯連鑄機(jī)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)之上,建立了較為全面的板坯連鑄動態(tài)拉坯過程凝固傳熱數(shù)學(xué)模型,以鑄坯表面實(shí)際熱流密度為邊界條件,采用TDMA算法對該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值求解,并利用當(dāng)今流行的面向?qū)ο箝_發(fā)工具Visual C++6.0開發(fā)了該模型仿真軟件。軟件界面設(shè)計(jì)以可用性、靈活性及可靠性為設(shè)計(jì)原則。在仿真軟件中將整個鑄坯分成了眾多單元并進(jìn)行位置和時間的追蹤,因此能夠?qū)Π迮鬟B鑄動態(tài)拉坯過程進(jìn)行鑄坯溫度分布和凝固進(jìn)程預(yù)報。 本文應(yīng)用仿真軟件和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對鞍鋼第一煉鋼廠厚板坯連鑄機(jī)進(jìn)行了仿真計(jì)算,分析了拉速、比水量以及過熱度等工藝參數(shù)對鑄坯凝固傳熱特征的影響,得出在一定的二冷制度下,提高拉速、升高過熱度或減小比水量將會不同程度地減薄鑄坯出結(jié)晶器坯殼厚度、增長液相穴深度,但拉速的影響表現(xiàn)得更為明顯;進(jìn)而得出在鞍鋼第一煉鋼廠厚板坯連鑄機(jī)條件下,鑄坯出結(jié)晶器坯殼厚度是最大拉速的約束條件。 本文將對提高鑄機(jī)的鑄坯內(nèi)部質(zhì)量和生產(chǎn)能力提供較大的理論指導(dǎo)意義和實(shí)用價值。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號】:TF777.1
【目錄】:

  • 摘要4-5
  • Abstract5-10
  • 第一章 緒論10-21
  • 1.1 連鑄工藝流程概述10-11
  • 1.2 連鑄板坯凝固傳熱特點(diǎn)11-12
  • 1.3 二冷區(qū)的凝固傳熱12-13
  • 1.4 影響二冷區(qū)傳熱因素13-19
  • 1.5 二冷區(qū)冷卻方式19
  • 1.6 鑄坯凝固冷卻的冶金準(zhǔn)則19-21
  • 第二章 板坯連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)模型21-39
  • 2.1 板坯連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的建立21-23
  • 2.1.1 坐標(biāo)系的建立21
  • 2.1.2 模型基本假設(shè)21-22
  • 2.1.3 凝固傳熱控制方程建立及簡化22-23
  • 2.2 凝固傳熱控制方程的初始條件和邊界條件23-25
  • 2.2.1 初始條件23-24
  • 2.2.2 邊界條件24-25
  • 2.3 板坯連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的求解25-34
  • 2.3.1 求解區(qū)域的離散化26-27
  • 2.3.2 離散方程的建立27-29
  • 2.3.3 邊界節(jié)點(diǎn)與源項(xiàng)的處理29-31
  • 2.3.4 TDMA算法求解代數(shù)方程組31-33
  • 2.3.5 離散方程的松馳33-34
  • 2.4 鑄坯動態(tài)追蹤模型34-39
  • 2.4.1 鑄坯動態(tài)追蹤模型基本原理35-36
  • 2.4.2 鑄坯動態(tài)追蹤模型計(jì)算方法36-37
  • 2.4.3 鑄坯動態(tài)追蹤模型編程思路37-39
  • 第三章 模擬計(jì)算條件及計(jì)算參數(shù)的選取39-53
  • 3.1 厚板坯連鑄機(jī)設(shè)備參數(shù)及其冷卻條件39-40
  • 3.2 鞍鋼—煉鋼厚板坯連鑄二冷水量的相關(guān)參數(shù)40-42
  • 3.3 熱物性參數(shù)的選取與處理42-48
  • 3.3.1 固相率的確定43-44
  • 3.3.2 鋼的液相線、固相線溫度44
  • 3.3.3 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)44-46
  • 3.3.4 Q235B的密度46
  • 3.3.5 Q235B的比熱46-47
  • 3.3.6 對流的熱流密度47-48
  • 3.3.7 其它模擬參數(shù)48
  • 3.4 計(jì)算參數(shù)的選取48-53
  • 3.4.1 數(shù)值方法的選擇和計(jì)算網(wǎng)格尺寸的確定48-49
  • 3.4.2 時間步長的確定49-52
  • 3.4.3 計(jì)算的收斂標(biāo)準(zhǔn)52-53
  • 第四章 板坯連鑄動態(tài)拉坯凝固傳熱軟件開發(fā)53-66
  • 4.1 軟件開發(fā)工具介紹53-55
  • 4.1.1 開發(fā)環(huán)境簡介53-54
  • 4.1.2 后臺數(shù)據(jù)庫簡介54
  • 4.1.3 編程語言簡介54-55
  • 4.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)55-60
  • 4.2.1 數(shù)據(jù)庫關(guān)系55-56
  • 4.2.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)56-58
  • 4.2.3 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫58-59
  • 4.2.4 存儲過程59-60
  • 4.3 板坯連鑄動態(tài)拉坯凝固傳熱軟件設(shè)計(jì)60-66
  • 4.3.1 軟件的輸入輸出設(shè)計(jì)60
  • 4.3.2 主要程序框圖60-63
  • 4.3.3 軟件界面設(shè)計(jì)63-66
  • 第五章 結(jié)果分析及模型驗(yàn)證66-75
  • 5.1 模型計(jì)算結(jié)果分析66-71
  • 5.1.1 拉速對鑄坯凝固過程的影響66-68
  • 5.1.2 比水量對鑄坯凝固過程的影響68-69
  • 5.1.3 過熱度對鑄坯凝固過程的影響69-71
  • 5.1.4 提高連機(jī)鑄機(jī)生產(chǎn)率的限制性因素71
  • 5.2 幾種典型動態(tài)拉坯過程中的鑄坯表面溫度分布71-74
  • 5.2.1 拉速突然上升過程中的鑄坯表面溫度分布71-72
  • 5.2.2 拉速突然降低過程中的鑄坯表面溫度分布72-74
  • 5.2.3 拉速呈階梯型變化過程中的鑄坯表面溫度分布74
  • 5.3 傳熱模型驗(yàn)證74-75
  • 結(jié)論75-77
  • 參考文獻(xiàn)77-81
  • 致謝81
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    【引證文獻(xiàn)】

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    中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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    【共引文獻(xiàn)】

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    中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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    【相似文獻(xiàn)】

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    6 朱志遠(yuǎn),王新華,王萬軍;結(jié)晶器內(nèi)鋼水凝固傳熱數(shù)學(xué)描述的發(fā)展[J];鋼鐵研究;2000年04期

    7 劉旭東,朱苗勇,鄒俊蘇,宋景欣,程乃良;連鑄板坯凝固傳熱過程的計(jì)算機(jī)模擬[J];材料與冶金學(xué)報;2002年03期

    8 金珠梅,赫冀成,邸洪雙;廣義流體的概念在金屬流動凝固傳熱分析模型中的應(yīng)用[J];計(jì)算物理;1999年04期

    9 ;水平連鑄圓坯二冷區(qū)凝固傳熱數(shù)學(xué)模型及其驗(yàn)證[J];鋼鐵研究學(xué)報;1994年01期

    10 盛義平,孫奇娜,厲金強(qiáng);矩形連鑄坯凝固傳熱的變間距有限差分模擬[J];重型機(jī)械;2005年04期

    中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

    1 金珠梅;赫冀成;邸洪雙;;變粘度法在金屬流動凝固傳熱分析模型中的應(yīng)用[A];材料科學(xué)與工程技術(shù)——中國科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

    2 石紹清;鐘春生;;衡陽鋼管水平連鑄圓坯凝固傳熱的研究[A];中國金屬學(xué)會特鋼分會,特鋼冶煉學(xué)術(shù)委員會2009年會論文集[C];2009年

    3 鄭忠;胡燕;羅小剛;占賢輝;;基于交替方向隱式差分算法的連鑄坯凝固傳熱模型[A];2008年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

    4 陳登福;任常富;孫善長;;線材水平連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)模型[A];第六屆連續(xù)鑄鋼全國學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

    5 胡燕;;板坯連鑄機(jī)二冷凝固傳熱模型的研究[A];第八屆全國連鑄學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

    6 黃軍;王豫東;李亞東;;二冷水流密度分布對板坯液芯形狀影響的研究[A];第七屆(2009)中國鋼鐵年會論文集(上)[C];2009年

    7 朱立光;曹立軍;;FTSC薄板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣渣膜狀態(tài)的數(shù)學(xué)模擬[A];河北省冶金學(xué)會煉鋼連鑄技術(shù)與學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

    8 溫崇哲;潘勛平;王亞州;;連鑄異形坯結(jié)晶器內(nèi)凝固傳熱研究[A];第六屆連續(xù)鑄鋼全國學(xué)術(shù)會議論文集[C];1999年

    9 路海波;楊拉道;袁守謙;;連續(xù)鑄鋼過程溫度場數(shù)學(xué)模擬[A];第八屆全國連鑄學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

    10 彭尊;包燕平;岳峰;;高鎳低溫容器鋼二冷配水研究[A];第十六屆全國煉鋼學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

    中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

    1 李牧洹 林峪斌 楊占林;[N];中國冶金報;2010年

    2 本報記者 張春光 通訊員 韓志偉;[N];中國冶金報;2011年

    3 李博知;[N];中國冶金報;2009年

    中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

    1 馬交成;連鑄坯凝固過程傳熱模型與熱應(yīng)力場模型的研究及應(yīng)用[D];東北大學(xué) ;2009年

    2 張林濤;不同結(jié)構(gòu)型式連鑄結(jié)晶器的電磁軟接觸特性研究[D];東北大學(xué);2008年

    3 王文明;鋁帶坯雙輥鑄軋系統(tǒng)熱力耦合行為及板形問題研究[D];中南大學(xué);2007年

    4 王兆峰;板坯連鑄二次冷卻過程仿真及工藝優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2013年

    5 盛義平;新型高速連鑄結(jié)晶器的理論研究與實(shí)際應(yīng)用[D];燕山大學(xué);2007年

    6 徐榮軍;連鑄二冷水熱傳輸及人工智能優(yōu)化模型與控制[D];中國科學(xué)院上海冶金研究所;2000年

    7 崔小朝;結(jié)晶器內(nèi)鋼水?dāng)嚢枰汗虦伛詈蠑?shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];燕山大學(xué);2001年

    8 馮科;方坯連鑄宏觀傳輸現(xiàn)象復(fù)合數(shù)值模擬的研究[D];重慶大學(xué);2004年

    9 彭成章;鋁雙輥鑄軋過程數(shù)值模擬及工藝因素對純鋁帶坯顯微組織的影響[D];中南大學(xué);2004年

    中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

    1 陳斌斌;哈茲列特連鑄鋁合金板帶凝固傳熱的數(shù)值模擬[D];鄭州大學(xué);2011年

    2 羅森;360mm×450mm大方坯連鑄在線凝固傳熱模型的研究與應(yīng)用[D];東北大學(xué);2008年

    3 孫彥超;連鑄板坯凝固傳熱及矯直過程中的力學(xué)行為分析[D];燕山大學(xué);2011年

    4 唐光星;基于傳熱反問題方法的連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)建模研究[D];大連理工大學(xué);2010年

    5 田勇;連鑄坯液芯長度的檢測與計(jì)算[D];遼寧科技大學(xué);2006年

    6 洪軍;鎂合金/金屬模具界面換熱研究及其熱物性數(shù)據(jù)庫開發(fā)[D];重慶大學(xué);2008年

    7 李曉玲;薄板坯連鑄二冷仿真軟件的開發(fā)及數(shù)值分析[D];重慶大學(xué);2008年

    8 楊曉東;板坯連鑄凝固過程中溫度與應(yīng)力的有限元分析[D];重慶大學(xué);2010年

    9 曹立軍;唐鋼FTSC薄板坯連鑄結(jié)晶器傳熱研究與保護(hù)渣性能優(yōu)化[D];河北理工大學(xué);2006年

    10 劉忠鎖;板坯連鑄動態(tài)拉坯過程凝固傳熱數(shù)學(xué)模型研究[D];遼寧科技大學(xué);2008年


      本文關(guān)鍵詞:連鑄板坯凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



    本文編號:167780

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