隨著連鑄技術(shù)的不斷進(jìn)步，錐度作為結(jié)晶器的最重要參數(shù)之一，其設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于結(jié)晶器壽命和鑄坯質(zhì)量有很大的影響。合理的倒錐度不僅提高結(jié)晶器的冷卻效果，降低拉漏的幾率，而且還有利于防止和減少縱裂的產(chǎn)生。本文用有限元軟件ANSYS對(duì)280mm×280mm大方坯結(jié)晶器銅板的錐度作出優(yōu)化。首先，建立鑄坯的二維非穩(wěn)態(tài)熱-力耦合有限元模型，對(duì)齒輪鋼20CrMnTi大方坯在不同拉速和過(guò)熱度下的凝固過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算。結(jié)果表明：在相同的過(guò)熱度下增加拉速或相同的拉速下增加過(guò)熱度，鑄坯的表面溫度升高，坯殼厚度減小，應(yīng)力降低，沿結(jié)晶器高度方向上的收縮量減小。過(guò)熱度由15℃增加到25℃時(shí)，鑄坯表面溫度稍有增加，坯殼減薄，坯殼收縮量稍有減小。比較發(fā)現(xiàn)，過(guò)熱度變化對(duì)鑄坯凝固帶來(lái)的影響比拉速變化的影響小。其次，通過(guò)建立結(jié)晶器銅板的三維穩(wěn)態(tài)熱力耦合模型計(jì)算出在不同拉速和過(guò)熱度下銅板的溫度分布和熱變形。結(jié)果顯示：拉速提高，銅板熱冷面的溫度和變形量隨之增大。而過(guò)熱度的增加對(duì)于銅板溫度的提高以及變形的影響不大。最后，綜合考慮鑄坯的收縮規(guī)律以及結(jié)晶器銅板的熱變形，得出在不同拉速和過(guò)熱度下銅板的錐度。研究表明：結(jié)晶器銅板的錐度受拉速... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的凝固示意圖

圖 1.2 鑄坯凝固坯殼與結(jié)晶器銅板內(nèi)壁的接觸示意圖月面附近的緊密接觸區(qū)域：彎月面附近的熱流密度較大而且板內(nèi)壁直接接觸，傳熱條件良好，形成的溫度梯度大，鋼液溫形成非常薄的初生坯殼，絕大部分還處于液相狀態(tài)的鋼液在此量非常小的液態(tài)收縮；隙形成區(qū)域：初生坯殼和銅板內(nèi)壁間的氣隙在此區(qū)域內(nèi)初步及靜壓力的雙重作用下氣隙反復(fù)消失出現(xiàn)，坯殼有著較大的隙穩(wěn)定區(qū)域：此區(qū)域內(nèi)由于穩(wěn)定存在著具有一定厚度的氣隙向外傳遞的條件，熱阻增加，坯殼的凝固收縮速度下降，在此熱效率為彎月面附近的緊密接觸區(qū)域的一半左右。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文變最直接的影響是引起熱流密度的變化。圖 1.4 是拉坯速度和度的關(guān)系[6]。提高拉速，使結(jié)晶器內(nèi)坯殼減薄，表面溫度升高板接觸接觸良好；此外，縮短鋼液在結(jié)晶器內(nèi)的停留時(shí)間，坯殼回溫以及在受到鋼液靜壓力作用后更容易推向結(jié)晶器，減小間的氣隙平均厚度，降低傳熱阻力；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Control of Equiaxed Crystal Ratio of High Carbon Steel Billets by Circular Seam Cooling Nozzle[J]. LI Pei-song1,LU Jun-hui2,QIU Sheng-tao2,WANG Zhong-ying2,ZHAO Pei2(1. Northeastern University,Shenyang 110004,Liaoning,China; 2. State Key Laboratory of AdvancedSteel Processing and Products,Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China).  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2011(02)
[2]Mould taper optimization for continuous casting steels by numerical simulation[J]. Wang Tongmin,Cai Shaowu,Li Jun,Xu Jingjing,Chen Zongning,Zhu Jing,Cao Zhiqiang and Li Tingju(School of Materials Science and Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China).  China Foundry. 2010(01)
[3]圓坯連鑄結(jié)晶器錐度的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 李豐德,王寶峰,李建超,王建剛.  連鑄. 2009(05)
[4]大方坯軸承鋼中心偏析的成因及預(yù)防措施[J]. 何慶文,王寶,王福明,劉青.  鋼鐵. 2009(08)
[5]板坯連鑄結(jié)晶器銅板熱機(jī)耦合應(yīng)力分析[J]. 段明南,馮長(zhǎng)寶,楊建華,袁威,楊科.  鋼鐵. 2008(05)
[6]方坯高速連鑄結(jié)晶器錐度優(yōu)化研究[J]. 王碩明,朱立光,劉增勛.  煉鋼. 2006(03)
[7]基于目標(biāo)溫度的方坯連鑄二冷配水方案優(yōu)化[J]. 朱立光,周建宏,王碩明,王迎春,李建新,劉戰(zhàn)玲.  煉鋼. 2006(02)
[8]結(jié)晶器銅管拋物線型連續(xù)錐度設(shè)計(jì)系統(tǒng)[J]. 張家泉,錢宏智.  連鑄. 2005(05)
[9]連鑄鋼水過(guò)熱度對(duì)大方坯凝固的影響[J]. 李桂軍,張桂芳,陳永,趙國(guó)燕,蔡開科.  鋼鐵釩鈦. 2005(01)
[10]板坯連鑄結(jié)晶器銅板溫度場(chǎng)的數(shù)值仿真[J]. 馮科,徐楚韶,陳登福,陳光碧.  特殊鋼. 2005(01)

博士論文
[1]連鑄坯凝固過(guò)程傳熱模型與熱應(yīng)力場(chǎng)模型的研究及應(yīng)用[D]. 馬交成.東北大學(xué) 2009
[2]新型高速連鑄結(jié)晶器的理論研究與實(shí)際應(yīng)用[D]. 盛義平.燕山大學(xué) 2007

碩士論文
[1]特大方坯連鑄結(jié)晶器錐度研究[D]. 郭雪峰.燕山大學(xué) 2012
[2]連鑄鋼坯的三維有限元分析和結(jié)晶器設(shè)計(jì)[D]. 李婧.大連理工大學(xué) 2012
[3]連鑄板坯凝固過(guò)程溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬[D]. 黃華.燕山大學(xué) 2012
[4]結(jié)晶器內(nèi)坯殼熱力耦合分析[D]. 張海輝.河北聯(lián)合大學(xué) 2012
[5]鋼坯連鑄結(jié)晶器銅管結(jié)構(gòu)模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 蔡少武.大連理工大學(xué) 2010
[6]連鑄鋼坯高溫力學(xué)性能及其本構(gòu)關(guān)系研究[D]. 禮為鵬.大連理工大學(xué) 2010
[7]小方坯連鑄結(jié)晶器銅管錐度研究[D]. 王建剛.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2009
[8]板坯連鑄的高溫性能研究及應(yīng)力分析[D]. 黃麗.重慶大學(xué) 2007
[9]薄板坯連鑄凝固過(guò)程數(shù)值模擬[D]. 定巍.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3398767