目前,連鑄發(fā)展的重要方向之一就是特厚板坯連鑄,與常規(guī)板坯相比較,特厚板坯工藝具有拉速低、凝固潛熱大、液穴長等特點,因此容易導致各種各樣的鑄造缺陷。在改進特厚板坯的生產(chǎn)方面諸多國內(nèi)外學者真在進行研究。本文對特厚板坯連鑄結晶器內(nèi)的流動、傳熱進行了模擬仿真,主要的研究工作如下所述:（1）建立了特厚板坯結晶器流動、傳熱耦合數(shù)學模型。為了準確地計算結晶器內(nèi)的熱量傳輸情況提供了邊界條件,針對特厚板坯斷面尺寸大的特點,利用FLUENT軟件中的用戶自定義程序（UDF）寫入適用于特厚板坯連鑄結晶器的熱流密度公式。（2）建立2200×400 mm特厚板坯連鑄結晶器數(shù)值計算模型;通過FLUENT軟件對結晶器內(nèi)流場和溫度場進行了數(shù)值模擬,得到了結晶器內(nèi)流場和溫度場分布規(guī)律;模擬并分析了水口浸入深度、過熱度和拉坯速度對結晶器內(nèi)出口窄面坯殼厚度、高溫區(qū)分布、流股沖擊和自由液面流速及湍動能的影響,結果表明,當過熱度為20K、浸入深度為140 mm、拉坯速度為0.5 m/min左右時,結晶器內(nèi)的流場和溫度場較為合理。（3）采用水力學模擬方法,對結晶器進行物理模擬。根據(jù)相似原理,建立1:0.55的物理模型。通過測量和分... 

【文章來源】：遼寧科技大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

結晶器內(nèi)熱量傳輸方式

為了在模擬時減少不必要的計算，建模時截取結晶器的四分之一作為模型。由于本論文不計算二冷區(qū)，考慮到鋼液沖擊到達結晶器底部時會產(chǎn)生過大的向上回旋，與實際生產(chǎn)不符，所以將結晶器模型的高度畫成 1500mm。結晶器模型示意圖和網(wǎng)格劃分示意圖如圖 3.1、3.2。通過查閱，網(wǎng)格采用六面體對于計算結果更有優(yōu)勢。由于本論文中結晶器水口處的模型形狀過于復雜，所以該處采用四面體生成網(wǎng)格。結晶器部分由于形狀并不復雜，可采用六面體。四面體相比較于六面體，適用性更強但計算量大；六面體在復雜區(qū)域不容易生成，但網(wǎng)格質(zhì)量相對更高[47]。由于計算結果主要集中在結晶器的上部，在建模時使用 Gambit 將其上部網(wǎng)格處理成高密度，網(wǎng)格大小為 1 mm。模型沿鑄造方向網(wǎng)格按一定比例擴大，在結晶器底部即 1500mm 處的網(wǎng)格大小為 20 mm。浸入式水口處由于形狀過于復雜，為確保準確，建模時網(wǎng)格采用四面體，大小為 0.5 mm。因此模型共同采用六面體和四面體的網(wǎng)格劃分方式，網(wǎng)格數(shù)量在 1900000 個左右，且 skewness 的最大值低于 0.55，網(wǎng)格質(zhì)量較好。

為了在模擬時減少不必要的計算，建模時截取結晶器的四分之一作為模型。由于本論文不計算二冷區(qū)，考慮到鋼液沖擊到達結晶器底部時會產(chǎn)生過大的向上回旋，與實際生產(chǎn)不符，所以將結晶器模型的高度畫成 1500mm。結晶器模型示意圖和網(wǎng)格劃分示意圖如圖 3.1、3.2。通過查閱，網(wǎng)格采用六面體對于計算結果更有優(yōu)勢。由于本論文中結晶器水口處的模型形狀過于復雜，所以該處采用四面體生成網(wǎng)格。結晶器部分由于形狀并不復雜，可采用六面體。四面體相比較于六面體，適用性更強但計算量大；六面體在復雜區(qū)域不容易生成，但網(wǎng)格質(zhì)量相對更高[47]。由于計算結果主要集中在結晶器的上部，在建模時使用 Gambit 將其上部網(wǎng)格處理成高密度，網(wǎng)格大小為 1 mm。模型沿鑄造方向網(wǎng)格按一定比例擴大，在結晶器底部即 1500mm 處的網(wǎng)格大小為 20 mm。浸入式水口處由于形狀過于復雜，為確保準確，建模時網(wǎng)格采用四面體，大小為 0.5 mm。因此模型共同采用六面體和四面體的網(wǎng)格劃分方式，網(wǎng)格數(shù)量在 1900000 個左右，且 skewness 的最大值低于 0.55，網(wǎng)格質(zhì)量較好。

【參考文獻】：
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碩士論文
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[5]水口結構參數(shù)對寬板坯結晶器流場影響的物理模擬[D]. 梁坤.重慶大學 2008
[6]7050鋁合金大圓錠半連鑄凝固過程數(shù)值模擬及裂紋傾向性分析[D]. 馬維策.中南大學 2008
[7]寶鋼特厚板用新錠型及相關工藝的研究[D]. 蔡得祥.上海交通大學 2007
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本文編號：3264525