結晶器是連鑄機的核心部件。錐度是結晶器最重要的參數(shù)之一,它直接影響著結晶器的使用壽命和鑄坯的質量。合適的倒錐度既能提高結晶器的冷卻效果,防止漏鋼事故的發(fā)生,還能夠防止或減少縱向裂紋的產生,提高鑄坯的質量。本文運用數(shù)值模擬方法,利用有限元軟件ANSYS,一方面模擬700mm×1500mm特厚矩形坯在結晶器內的凝固收縮,另一方面模擬了結晶器銅板的熱變形,綜合考慮鑄坯的收縮和銅板變形確定了結晶器銅板的錐度。首先,建立矩形坯在結晶器內的二維非穩(wěn)態(tài)熱力耦合數(shù)學模型,運用ANSYS軟件,使用二維切片法對不同拉速和不同角部模型下鑄坯的凝固收縮過程進行模擬,得到了不同拉速下鑄坯溫度場分布、坯殼生長情況和鑄坯收縮狀況,以及不同角部模型時鑄坯角部溫度場分布和收縮狀況,以此作為特厚矩形坯結晶器銅板錐度設計的基礎數(shù)據。其次,建立矩形坯結晶器銅板的三維穩(wěn)態(tài)熱力耦合數(shù)學模型,運用ANSYS軟件模擬不同拉速下銅板的溫度場,得到不同拉速下銅板溫度場分布,并運用溫度場計算結果進行熱力耦合計算,得到不同拉速下結晶器銅板的膨脹變形情況。也用此辦法分析得出銅板角部在不同角部模型下的溫度場和膨脹變形情況。最后,依據鑄坯在結晶器...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 連鑄技術概述
    1.2 連鑄結晶器
        1.2.1 連鑄結晶器的作用
        1.2.2 結晶器內鑄坯的形成過程
        1.2.3 結晶器的分類
    1.3 結晶器的錐度
        1.3.1 錐度的概念和影響錐度的因素
        1.3.2 結晶器錐度的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.4 選題背景、研究目標及內容
        1.4.1 選題背景
        1.4.2 研究目標及內容
第2章 鑄坯凝固傳熱及連鑄相關參數(shù)分析
    2.1 傳熱學基礎
        2.1.1 熱量傳遞的方式
        2.1.2 導熱微分方程及定解條件
    2.2 導熱問題的有限元分析
        2.2.1 穩(wěn)態(tài)溫度場的有限元解法
        2.2.2 瞬態(tài)溫度場的有限元解法
    2.3 鑄坯在結晶器內的冷卻
    2.4 連鑄相關參數(shù)的確定
        2.4.1 結晶器出口的最小坯殼厚度
        2.4.2 結晶器長度的確定
        2.4.3 拉速的確定
    2.5 本章小結
第3章 特厚矩形坯的溫度場與收縮變形分析
    3.1 結晶器內鑄坯熱力耦合模型
        3.1.1 基本假設
        3.1.2 模型的基本方程
        3.1.3 有限元模型
        3.1.4 初始條件和邊界條件
    3.2 鑄坯物性參數(shù)
    3.3 計算結果與分析
        3.3.1 拉速為 0.2m/min時鑄坯溫度場分析
        3.3.2 拉速為 0.2m/min時鑄坯收縮變形分析
        3.3.3 不同拉速下鑄坯溫度場和收縮變形分析
        3.3.4 不同角部模型下鑄坯角部的溫度場和收縮變形分析
    3.4 本章小結
第4章 結晶器銅板溫度場和變形數(shù)值模擬
    4.1 結晶器銅板傳熱模型的建立
        4.1.1 結晶器銅板概述
        4.1.2 模型的簡化與假設
        4.1.3 結晶器銅板導熱微分方程
        4.1.4 邊界條件
    4.2 結晶器銅板力學模型的建立
        4.2.1 熱彈性力學基本方程
        4.2.2 力學邊界條件
    4.3 結晶器銅板的參數(shù)選擇
    4.4 計算結果與分析
        4.4.1 拉速為 0.2m/min時結晶器銅板溫度場分析
        4.4.2 拉速為 0.2m/min時結晶器銅板應力變形分析
        4.4.3 不同拉速下結晶器銅板溫度場和變形的分析
        4.4.4 不同角部模型下結晶器銅板角部溫度場和變形的分析
    4.5 本章小結
第5章 結晶器銅板錐度的設計
    5.1 結晶器錐度的設計原則
    5.2 不同拉速下結晶器的錐度
        5.2.1 不同拉速下結晶器寬面的錐度
        5.2.2 不同拉速下結晶器窄面的錐度
        5.2.3 不同拉速下結晶器角部的錐度
    5.3 不同角部模型結晶器銅板角部的錐度
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3868342