【摘要】：板坯連鑄機(jī)最關(guān)鍵的設(shè)備—連鑄結(jié)晶器,被譽(yù)為連鑄機(jī)的“心臟”,其對鑄坯的質(zhì)量及鋼液的控制均起著關(guān)鍵的作用。結(jié)晶器銅板的溫度場分布與結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流場分布將對鋼液的凝固傳熱、保護(hù)渣的熔融、雜質(zhì)顆粒的上浮、鑄坯的內(nèi)外部缺陷(三角區(qū)裂紋、中間裂紋、角裂紋、表面缺陷)等起著至關(guān)重要的影響。同時較為合理的結(jié)晶器銅板結(jié)構(gòu)亦將對結(jié)晶器銅板的冷卻能力及使用壽命有所提升。故而本文對板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流場、銅板的溫度場及銅板的結(jié)構(gòu)展開了研究。本論文以邯鋼寬厚板坯連鑄結(jié)晶器作為研究對象,結(jié)合邯鋼第三煉鋼廠的實(shí)際生產(chǎn)工藝參數(shù),對結(jié)晶器銅板的溫度場、鋼液的凝固傳熱、結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流場進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模及數(shù)值分析,同時對結(jié)晶器銅板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,具體的研究內(nèi)容如下:(1)分析得出了邯鋼寬厚板坯連鑄機(jī)所采用的具有特殊出口結(jié)構(gòu)的A水口的性能,在A水口作用下結(jié)晶器內(nèi)的表面流速、射流沖擊深度隨拉速與浸入深度變化時的規(guī)律。連鑄機(jī)在高拉速狀態(tài)下,應(yīng)將A水口替換為平行水口,在使用A水口時,應(yīng)盡量降低拉速,增大其浸入深度。(2)基于結(jié)晶器銅板熱電偶的實(shí)測溫度,建立了銅板熱流密度的非線性估算模型,并驗(yàn)證了該模型的有效性,得出了寬、窄面銅板的熱流密度公式的參數(shù),并亦分析了其上的溫度分布。銅板熱面的溫度曲線呈波浪狀分布,其溫度變化較為平緩;在靠近冷面的溫度有最大29.4℃的溫差。隨著至彎月面的距離的增大,銅板的溫度減小,而在接近其出口區(qū)域出現(xiàn)回溫現(xiàn)象,大致回升23℃。(3)參照鑄坯截面液相分?jǐn)?shù)圖和鑄坯截面溫度云圖的仿真結(jié)果,得出在結(jié)晶器出口處的鑄坯坯殼厚度為29.6mm。(4)通過改變結(jié)晶器寬、窄面銅板水槽深度、水槽數(shù)目、水槽寬度(增大水槽過渡圓角的半徑),并且確定各自的不同方案,結(jié)合數(shù)值模擬,分析得出了各自不同方案下對銅板冷卻能力的影響,并針對邯鋼寬厚板坯連鑄結(jié)晶器優(yōu)化得出各自不同方案下比較合理的銅板結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF341.6
【圖文】：

圖 1-1 連鑄生產(chǎn)流程Fig.1-1 Continuous casting production process結(jié)晶器就是具有強(qiáng)制水冷作用的、無底的銅模，引錠桿則類似于“活底”。

圖 2-1 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1 Schematic diagram of mold板的熱面均鍍有一層 1.5mm 的 Ni-Fe 層，用以提升結(jié)晶器銅板的耐究的結(jié)晶器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2-1。晶器銅板在位于其上頂面以下 200mm、300mm 和 400mm 處分別裝

圖 2-2 銅板背面熱電偶和水槽分布圖Fig.2-2 Copper plate on the back of thermocouple and sink distribution結(jié)晶器材料及其相關(guān)參數(shù)

【參考文獻(xiàn)】

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1 張慧,陶紅標(biāo),劉愛強(qiáng),張振彪,王進(jìn)步,莊漢洲;薄板坯連鑄結(jié)晶器銅板溫度及熱流密度分布[J];鋼鐵;2005年07期

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4 蔡兆鎮(zhèn);朱苗勇;;板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼凝固過程熱行為研究 Ⅰ.數(shù)學(xué)模型[J];金屬學(xué)報(bào);2011年06期

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本文編號：2746664