本文主要針對某鋼廠中厚板坯的連鑄冷卻凝固過程進行數值模擬研究，研究對象為2900×150mm的Q345鋼。主要通過二維切片法對連鑄各環(huán)節(jié)板坯的表面、內部溫度場及坯殼厚度進行跟蹤研究。分析了拉速、冷卻強度及過熱度等相關影響因素對板坯冷卻凝固過程的影響。本文模擬結果對現(xiàn)場工藝調試及控制板坯質量等具有一定的指導意義。通過紅外攝像儀在二冷出口處對板坯的表面進行測溫。將表面溫度測量值與模擬值對比得到模擬最大誤差為2.9%，平均誤差為1.47%。驗證了模型及相關邊界條件的準確性。模擬結果表明在典型生產工況下（板坯拉速為1m/min，過熱度為20℃）：板坯出結晶器時坯殼厚度約為17.1mm；板坯在進矯直區(qū)前寬面的中部溫度為1069℃；板坯凝固終點距離彎月面距離為7m，說明板坯采取的是未帶液芯矯直。對比不同拉速、冷卻強度及過熱度下板坯的冷卻各環(huán)節(jié)的表面及內部溫度分布得到以下結論：拉速對板坯的表面溫度分布及坯殼生長影響很大，在二冷區(qū)當拉速由0.85m/min增至1m/min時，板坯表面中部溫度、角部溫度分別增大80℃、65℃；拉速由1m/min增至1.15m/min時，表面中部溫度、角部溫度分別增大70... 

【文章來源】：安徽工業(yè)大學安徽省

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的意義
    1.2 板坯連鑄技術的發(fā)展
        1.2.1 連鑄技術簡介
        1.2.2 中厚板坯連鑄技術發(fā)展
    1.3 連鑄板坯模擬研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內容
第二章 連鑄板坯冷卻傳熱原理
    2.1 熱量傳遞基本方式
        2.1.1 熱傳導
        2.1.2 熱對流
        2.1.3 熱輻射
    2.2 連鑄板坯冷卻傳熱特性
        2.2.1 連鑄板坯的冷卻凝固傳熱
        2.2.2 結晶器冷卻傳熱
        2.2.3 二冷區(qū)冷卻傳熱
        2.2.4 空冷區(qū)冷卻傳熱
    2.3 小結
第三章 板坯冷卻傳熱模型的建立及基本參數的選擇
    3.1 板坯冷卻傳熱模型的建立
        3.1.1 前提條件
        3.1.2 數學模型簡介
        3.1.3 板坯冷卻微分方程的建立
    3.2 傳熱方程的初始條件和邊界條件
        3.2.1 初始條件
        3.2.2 邊界條件
    3.3 模型中相關物性參數選擇與處理
        3.3.0 鋼種液相線和固相線計算
        3.3.1 鋼種導熱系數選擇與處理
        3.3.2 比熱容
        3.3.3 密度
        3.3.4 潛熱
    3.4 小結
第四章 連鑄板坯冷卻過程溫度和坯殼分布
    4.1 連鑄機相關參數
    4.2 模擬相關參數計算
        4.2.1 結晶器熱流密度
        4.2.2 二冷各段換熱系數
        4.2.3 空冷段參數
    4.3 典型工況下板坯連鑄生產模擬結果
        4.3.1 板坯出結晶器溫度分布
        4.3.2 板坯出結晶器坯殼分布
        4.3.3 板坯進矯直前溫度分布
        4.3.4 板坯出二冷段溫度分布
        4.3.5 空冷區(qū)板坯溫度分布
        4.3.6 板坯表面中部及角部溫度降低過程
        4.3.7 板坯中心溫度降低過程
        4.3.8 板坯坯殼冷卻凝固過程
    4.4 小結
第五章 模型的驗證及變因素模擬結果
    5.1 模型的驗證
        5.1.1 紅外熱像儀測溫原理
        5.1.2 紅外熱像測溫及圖像處理方案
        5.1.3 測量值與模擬值對比
    5.2 變工況模擬結果
        5.2.1 變拉速下模擬結果
        5.2.2 變過熱度下模擬結果
        5.2.3 變冷卻強度下模擬結果
    5.3 小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在校期間科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]連鑄坯凝固過程中溫度場數值模擬[J]. 孫薊泉,許望炎,蘇嵐,王巖.  熱加工工藝. 2010(03)
[2]紅外熱像儀測溫技術發(fā)展綜述[J]. 孫曉剛,李云紅.  激光與紅外. 2008(02)
[3]寶鋼1930mm板坯連鑄凝固傳熱模型的研究與開發(fā)[J]. 梅峰,阮曉明,文光華,唐萍,韓志偉.  寶鋼技術. 2007(03)
[4]連鑄板坯凝固傳熱模型研究及應用[J]. 李波,王宏明.  江蘇冶金. 2005(03)
[5]板坯連鑄技術的發(fā)展及應用[J]. 韓國瑞,許宏偉.  連鑄. 2004(01)
[6]連鑄二冷區(qū)凝固傳熱及冷卻控制[J]. 蔡開科.  河南冶金. 2003(01)
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碩士論文
[1]板坯連鑄二冷配水與鑄坯質量的研究[D]. 柳素芬.燕山大學 2012
[2]基于熱成像測溫的連鑄二冷傳熱系數反算研究[D]. 楊躍標.東北大學 2010
[3]連鑄坯凝固傳熱過程的數值模擬[D]. 李慧春.蘭州理工大學 2008
[4]連鑄板坯凝固傳熱數學模型的研究與應用[D]. 胡燕.重慶大學 2005



本文編號：3152007