發(fā)布時間：2020-07-15 15:02

【摘要】：結晶器內初生坯殼的生長對鑄坯對鑄坯表面質量有很大影響,而結晶器的傳熱行為直接決定了鋼業(yè)的初始凝固。研究結晶器的傳熱規(guī)律對改善鑄坯質量起到了至關重要的作用。由于工業(yè)實驗的局限性,無法直接獲取結晶器的熱流和溫度分布等信息。因此,研究結晶器的傳熱規(guī)律對提高鑄坯質量有重要指導意義�；诮Y晶器傳熱特點建立方坯連鑄結晶器三維瞬態(tài)傳熱模型,連鑄拉坯過程利用節(jié)點溫度傳遞法模擬,采用ANSYS軟件對模型進行分析。經(jīng)過充分迭代得到結晶器三維穩(wěn)態(tài)溫度場,并與傳統(tǒng)二維鑄坯傳熱模型進行對比。通過動態(tài)邊界條件加載技術實現(xiàn)銅壁冷面水垢厚度的連續(xù)變化,分析水垢對結晶器銅壁溫度分布的影響。利用間接耦合的方法,將分析所得結晶器銅壁溫度場作為溫度載荷,求解銅壁的應力場。結果表明:在結晶器上口,三維傳熱模型分析結果與銅壁溫度分布規(guī)律基本吻合,彎月面下50mm附近銅壁溫度達到高峰;彎月面處水垢厚度由0.1mm增加到0.5mm時,銅壁最高溫度由187℃升高至318℃,銅壁高溫區(qū)域擴大,銅壁變形程度增加。銅壁面部應力分布較為均勻,在角部存在兩個應力集中的位置,為銅管上口和距上口150mm處。以懸掛式安裝的方坯連鑄結晶器銅管在生產過程中,主要沿拉坯方向向下伸長,在結晶器下口位移最大。結晶器銅壁兩側變形規(guī)律基本一致,而銅壁面部中心伸長長度略大于角部。
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TF777
【圖文】：

—上法蘭蓋; 2—銅管; 3—水套; 4—電磁攪拌裝置; 5—下法蘭蓋; 6—足輥圖 2 懸掛式管式結晶器Fig.2 Hanging tube mold的傳熱過程凝固過程中，既有熱量傳輸又有質量傳輸，兩者之間相互關聯(lián)、結晶器內鋼液的流場和坯殼形狀也相互影響。結晶器內鋼液的流了結晶器溫度場分布，而結晶器內溫度分布的不均勻性造成熱浮內鋼液的流動。結晶器銅壁內側為高溫鋼液，外側為告訴流動于銅壁方向存在極大的溫度梯度。內鋼液凝固傳熱作用下，鋼液表面與銅壁接觸處形成具有彈性薄膜性質的彎月面內后受到銅壁冷卻，彎月面附近區(qū)域鋼液迅速冷卻，冷卻速

圖 3 結晶器內傳熱系統(tǒng)分析Fig.3 Analysis of the mould heat transfer system內鋼液到水縫內冷卻水間的總熱阻可表示為：cwcmomlhdhdhh1111=++++λλ—綜合換熱系數(shù)，W/(m·℃)；—鋼液與凝固坯殼間的換熱系數(shù)，W/(m·℃)；—結晶器內坯殼厚度，m； —凝固坯殼的導熱系數(shù)，W/(m·℃)；—坯殼與結晶器間的換熱系數(shù)，W/(m·℃)；—結晶器銅壁的厚度，m； —銅壁的導熱系數(shù)，W/(m·℃)；—銅壁與冷卻水間的換熱系數(shù)，W/(m·℃)。

W/m2；數(shù)，W/(m·℃)；內鋼液溫度，℃；種液相線溫度，℃。器間的傳熱固坯殼和結晶器壁的接觸情況，在整個結晶所示。這三個區(qū)域的大小由所澆注的鋼種、錐度等因素綜合決定。

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本文編號：2756648