本文以斷面為1600mm×230mm的板坯為研究對象,并以流體軟件FLUENT14.0為仿真模擬平臺。運用數(shù)值模擬的有限體積元法,分別建立了結(jié)晶器鋼液流動和鋼液流動凝固耦合的三維數(shù)學模型。鋼液流動模型采用高雷諾數(shù)Realizable k-ε湍流模型和VOF多相流模型考慮鋼液流動的湍流特性和保護渣層。然后采用流場模擬結(jié)果中總結(jié)的合理工藝參數(shù),建立了結(jié)晶器內(nèi)鋼液的流動,傳熱和凝固的三維耦合模型。其中考慮了結(jié)晶器內(nèi)鋼液拉坯方向的傳熱,采用低雷諾數(shù)湍流模型模擬流熱固耦合中湍流特性。耦合模型中鑄坯寬面和窄面采用不同的非線性的熱流密度函數(shù)。鑄坯內(nèi)固液兩相區(qū)被看作多孔介質(zhì),并加入了熱浮力的影響。流場分析結(jié)果表明:拉坯速度、水口出口傾角和水口插入深度變化對液面波動的影響較大,水口側(cè)孔寬度和水口凹槽深度對流場的影響較小。將拉速保持在1.0-1.2m/min;水口插入深度選為160mm;水口出口傾角選向下10℃-15℃;側(cè)孔高度不變?yōu)?0mm時,側(cè)孔寬度應維持在50-60mm;水口凹槽深度設為30mm,能獲得較為合理的流場。流熱固耦合模擬分析表明,為使出結(jié)晶器時鑄坯坯殼厚度滿足冶金原則,拉坯速度應選在1.... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

連鑄流程示意圖

圖 2-2 結(jié)晶器內(nèi)彎月面示意圖 1）彎月面區(qū)：由于彎月面的末尾層外，幾乎緊貼結(jié)晶器銅壁內(nèi)側(cè)，鋼液很表面張力的作用而擁有彈性薄膜的功能，出新的鋼液和結(jié)晶器的振動，原有坯殼向2）緊密接觸區(qū)：初生的坯殼很薄坯殼與結(jié)晶器銅壁的傳熱方式是熱傳導，迅速增厚。3）氣隙區(qū)：在緊密接觸區(qū)下一定距坯殼橫向向內(nèi)收縮，因此坯殼脫離結(jié)晶器定區(qū)和氣隙穩(wěn)定區(qū)。氣息不穩(wěn)定區(qū)是氣隙時的坯殼厚度不夠，在鋼水靜壓力下又被氣隙區(qū)的形成，只有等到坯殼厚度不斷增

浸入式水口尾部設計，其主要結(jié)構如下圖 2-5 所示，主要結(jié)構參數(shù)有流鋼中孔水口外徑、側(cè)孔形狀及尺寸、側(cè)孔傾角、底部厚度和渣線位置（渣線位置以口長度即為水口浸入深度）等，下面內(nèi)容就是介紹水口尾部個主要參數(shù)的確定（1）流鋼中孔直徑的確定在國內(nèi)，大圓坯和板坯連鑄所用的浸入式水口流鋼中孔的直徑 d，大多85mm 之間，其它類型為 50～30mm，小方坯連鑄則更小。為防止?jié)沧⑦^程中等析出物堵塞水口，浸入式水口中空直徑偏向于選取較大直徑。（2）浸入式水口尾部的外徑的確定目前，在國內(nèi)，與浸入式水口配套使用的結(jié)晶器有：1）小方坯連鑄結(jié)晶器，尺寸一般為 120mm～150mm；2）大方坯、矩形坯連鑄使用的結(jié)晶器，窄面尺寸為 160～380mm；3）圓坯連鑄實用的結(jié)晶器，尺寸在φ150mm～φ310mm 之間；4）板坯連鑄使用的結(jié)晶器，窄面尺寸在 140mm～300mm 之間。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流動傳熱和凝固收縮的數(shù)值模擬[D]. 王挺.西安建筑科技大學 2012
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[4]板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)流場和溫度場的研究[D]. 魏巍.燕山大學 2009
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[7]板坯連鑄機結(jié)晶器內(nèi)三維流場和溫度場的有限元分析[D]. 石俊.武漢理工大學 2007
[8]連鑄方坯兩相區(qū)綜合應變及矯直反力的模擬計算[D]. 李武紅.西安建筑科技大學 2007
[9]方坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液行為的數(shù)值模擬[D]. 胡勝亮.河北理工大學 2005
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本文編號：3217920