保護渣作為連鑄生產(chǎn)過程的重要輔料,不僅具有絕熱保溫、隔絕氧氣和冶金除雜等作用,同時承擔著穩(wěn)定傳熱和降低摩擦等重要功能,從源頭上決定著結(jié)晶器內(nèi)的凝固和摩擦行為,主導(dǎo)著各類初生裂紋的形成和演化過程。研究渣道內(nèi)渣膜/氣隙的分布、演變與傳熱特性,對于調(diào)控結(jié)晶器與鑄坯間復(fù)雜的傳熱和力學(xué)行為,提高鑄坯質(zhì)量具有重要意義。本文建立了基于實測溫度的結(jié)晶器傳熱反問題計算模型,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)渣膜和氣隙厚度分布與熱阻計算模型,旨在探討固態(tài)、液態(tài)渣膜和氣隙的非均勻分布與演化過程,量化研究傳導(dǎo)傳熱、輻射傳熱在不同介質(zhì)中的傳熱特征、貢獻及規(guī)律。以國內(nèi)鋼廠的弧形板坯連鑄機為研究對象,基于實際生產(chǎn)中實測的結(jié)晶器銅板溫度數(shù)據(jù)和生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝參數(shù),建立結(jié)晶器傳熱反問題計算模型、板坯凝固計算模型,反算結(jié)晶器內(nèi)熱流、鑄坯表面溫度和鑄坯凝固的不均勻分布及其特征。以建立的結(jié)晶器傳熱反問題和板坯凝固模型為基礎(chǔ),開發(fā)出保護渣渣膜/氣隙分布與熱阻計算模型,考察了保護渣凝固溫度、鋼液澆鑄溫度等因素對結(jié)晶器內(nèi)液態(tài)潤滑區(qū)長度及液、固渣膜厚度和氣隙的影響,并探討了渣膜厚度的不均勻分布及其演化規(guī)律,對不同澆鑄工藝下的液態(tài)潤滑區(qū)長度、氣隙形成位置...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 連鑄保護渣
        1.1.1 結(jié)晶器保護渣簡介
        1.1.2 保護渣渣層結(jié)構(gòu)與渣膜分布
        1.1.3 保護渣對連鑄坯質(zhì)量的影響
    1.2 結(jié)晶器內(nèi)保護渣膜/氣隙的演化、分布與作用
        1.2.1 渣膜演化及其作用
        1.2.2 鑄坯與結(jié)晶器間的氣隙
    1.3 液態(tài)、固態(tài)渣膜與氣隙的傳熱行為
        1.3.1 液態(tài)渣膜
        1.3.2 固態(tài)渣膜
        1.3.3 氣隙傳熱
    1.4 渣道熱阻與保護渣潤滑行為
        1.4.1 渣道熱阻
        1.4.2 保護渣潤滑行為
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
2 結(jié)晶器傳熱/鑄坯凝固及渣膜/氣隙計算模型
    2.1 結(jié)晶器傳熱反問題計算模型
        2.1.1 結(jié)晶器傳熱控制方程
        2.1.2 結(jié)晶器傳熱反問題
        2.1.3 結(jié)晶器物性參數(shù)
    2.2 連鑄坯凝固計算模型
        2.2.1 鑄坯傳熱/凝固控制方程
        2.2.2 初始條件與邊界條件
        2.2.3 板坯傳熱和凝固的計算流程圖
        2.2.4 鑄坯物性參數(shù)
    2.3 保護渣渣膜/氣隙分布與熱阻計算模型
        2.3.1 模型假設(shè)
        2.3.2 渣道傳熱計算模型
        2.3.3 保護渣及氣隙物性參數(shù)
    2.4 結(jié)晶器內(nèi)渣膜/氣隙計算流程
    2.5 本章小結(jié)
3 結(jié)晶器液/固渣膜與氣隙厚度分布數(shù)值計算
    3.1 實驗條件及工藝參數(shù)
    3.2 結(jié)晶器內(nèi)傳熱與鑄坯凝固
        3.2.1 結(jié)晶器熱流
        3.2.2 坯殼厚度
        3.2.3 鑄坯表面溫度
    3.3 渣膜與氣隙分布的不均勻性
        3.3.1 液態(tài)渣膜
        3.3.2 固態(tài)渣膜
        3.3.3 氣隙
        3.3.4 渣道
    3.4 液態(tài)渣膜、氣隙厚度與液態(tài)潤滑區(qū)影響因素
        3.4.1 保護渣凝固溫度
        3.4.2 鋼液澆鑄溫度
        3.4.3 鋼液的固相線溫度
    3.5 本章小結(jié)
4 結(jié)晶器液/固渣膜與氣隙熱阻數(shù)值計算
    4.1 實驗條件及工藝參數(shù)
    4.2 渣膜與氣隙熱阻
        4.2.1 液態(tài)潤滑
        4.2.2 固態(tài)潤滑
        4.2.3 液、固潤滑階段熱阻對比
    4.3 渣膜/氣隙的傳導(dǎo)傳熱和輻射傳熱
        4.3.1 液態(tài)渣膜
        4.3.2 固態(tài)渣膜
        4.3.3 氣隙
    4.4 渣膜/氣隙厚度與熱阻分析
        4.4.1 液態(tài)渣膜厚度
        4.4.2 固態(tài)渣膜厚度
        4.4.3 氣隙厚度
        4.4.4 厚度與熱阻對比分析
    4.5 本章小結(jié)
5 保護渣物性參數(shù)對渣膜厚度和熱阻的影響
    5.1 工藝參數(shù)
    5.2 保護渣物性參數(shù)
        5.2.1 析晶溫度
        5.2.2 析晶率
        5.2.3 堿度
    5.3 導(dǎo)熱系數(shù)
        5.3.1 液渣
        5.3.2 固渣
        5.3.3 氣隙
    5.4 消光系數(shù)
        5.4.1 液態(tài)渣膜
        5.4.2 固態(tài)渣膜
    5.5 折光率
    5.6 保護渣輻射系數(shù)
    5.7 界面熱阻
    5.8 本章小結(jié)
6 保護渣渣膜/氣隙分布與熱阻計算模型的簡化
    6.1 基于傳導(dǎo)、輻射熱阻計算公式的模型簡化
        6.1.1 液態(tài)渣膜
        6.1.2 固態(tài)渣膜
        6.1.3 模型簡化前后渣膜熱阻計算結(jié)果的對比
    6.2 基于渣膜傳導(dǎo)/輻射熱阻量化關(guān)系的模型簡化
        6.2.1 液態(tài)渣膜
        6.2.2 固態(tài)渣膜
        6.2.3 模型簡化前后渣膜熱阻計算結(jié)果的對比
    6.3 渣膜、氣隙分布與熱阻模型簡化的驗證與結(jié)果分析
        6.3.1 低碳鋼
        6.3.2 中碳鋼
        6.3.3 高碳鋼
        6.3.4 模型簡化前后相應(yīng)的計算公式
    6.4 保護渣渣膜熱態(tài)行為在線檢測與計算方法的展望
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3816994