連鑄坯凝固末端位置是連鑄生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的參數(shù),它直接反應(yīng)鑄坯的凝固進(jìn)程和工藝參數(shù)選取的合理程度,凝固末端位置的確定是實(shí)施輕壓下、凝固末端電磁攪拌等手段改善鑄坯中心疏松與偏析的前提和關(guān)鍵。因此,對(duì)鑄坯凝固進(jìn)程與凝固末端位置進(jìn)行研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。建立板坯連鑄二維凝固傳熱模型,對(duì)連鑄凝固傳熱過程進(jìn)行模擬,得到鑄坯凝固過程中的溫度場(chǎng)分布和坯殼厚度增長(zhǎng)情況,通過鑄坯表面溫度實(shí)測(cè)對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,并分析拉速、過熱度和比水量等因素對(duì)鑄坯表面溫度、坯殼厚度、液芯長(zhǎng)度和壓下區(qū)間的影響規(guī)律。建立壓下過程熱彈塑性有限元模型,對(duì)板坯連鑄壓下過程進(jìn)行數(shù)值模擬。分析不同壓下量、液芯厚度對(duì)壓下效率的影響規(guī)律,通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理,擬合出了壓下效率與液芯厚度的計(jì)算關(guān)系式,為新方法的建立提供了理論依據(jù)。提出基于結(jié)晶器液面檢測(cè)的板坯連鑄凝固末端位置的判定方法。根據(jù)壓下效率與液芯厚度的計(jì)算關(guān)系式,推導(dǎo)出對(duì)鑄坯施加可控振動(dòng)時(shí),結(jié)晶器液面波動(dòng)幅值與施加位置處液芯厚度的理論關(guān)系式。利用有限元仿真軟件,結(jié)合鋼廠實(shí)際生產(chǎn)情況,對(duì)該方法進(jìn)行模擬研究驗(yàn)證,通過與第二章所得結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,證實(shí)該創(chuàng)新方法真實(shí)可靠。通過本文的研究,建立...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 連鑄技術(shù)發(fā)展概況
        1.1.1 連續(xù)鑄鋼的發(fā)展歷程
        1.1.2 連鑄技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 凝固末端確定方法概述
        1.2.1 鑄坯內(nèi)部主要質(zhì)量缺陷
        1.2.2 凝固末端確定方法研究進(jìn)展及成果
    1.3 課題的研究意義、內(nèi)容及采用的研究方法
        1.3.1 課題的研究意義
        1.3.2 課題所采用的方法及研究?jī)?nèi)容
第2章 板坯連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的研究與開發(fā)
    2.1 板坯的凝固傳熱
        2.1.1 結(jié)晶器內(nèi)的傳熱過程
        2.1.2 二冷區(qū)的傳熱過程
        2.1.3 二冷控制的冶金準(zhǔn)則
    2.2 板坯連鑄凝固傳熱差分方程的建立
        2.2.1 導(dǎo)熱微分方程的建立與簡(jiǎn)化
        2.2.2 導(dǎo)熱差分方程的建立
    2.3 求解條件的確定
        2.3.1 初始條件的確定
        2.3.2 邊界條件的確定
        2.3.3 鋼種物性參數(shù)的確定
    2.4 凝固傳熱數(shù)學(xué)模型的求解
        2.4.1 求解程序的設(shè)計(jì)流程圖
        2.4.2 求解程序設(shè)計(jì)實(shí)例
        2.4.3 求解程序的驗(yàn)證
        2.4.4 求解程序的應(yīng)用
    2.5 本章小結(jié)
第3章 板坯連鑄凝固末端位置仿真研究
    3.1 有限體積法簡(jiǎn)介
        3.1.1 有限體積法基本思想
        3.1.2 有限體積法所使用的網(wǎng)格
        3.1.3 凝固與熔化模型簡(jiǎn)介
    3.2 板坯連鑄凝固過程有限元模型建立和求解
        3.2.1 凝固傳熱有限元模型的建立
        3.2.2 凝固傳熱有限元模型的求解
    3.3 凝固過程仿真結(jié)果分析
        3.3.1 鑄坯橫斷面溫度場(chǎng)
        3.3.2 鑄坯特征點(diǎn)溫度變化曲線
        3.3.3 坯殼厚度的生長(zhǎng)
    3.4 液芯長(zhǎng)度與壓下區(qū)間影響因素的研究
        3.4.1 拉速對(duì)液芯長(zhǎng)度與壓下區(qū)間的影響
        3.4.2 過熱度對(duì)液芯長(zhǎng)度與壓下區(qū)間的影響
        3.4.3 比水量對(duì)液芯長(zhǎng)度與壓下區(qū)間的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 板坯連鑄凝固末端檢測(cè)的判定方法
    4.1 相關(guān)理論知識(shí)簡(jiǎn)介
        4.1.1 輕壓下技術(shù)簡(jiǎn)介
        4.1.2 液芯檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介
    4.2 脈沖振動(dòng)相關(guān)參數(shù)確定
        4.2.1 振幅的確定
        4.2.2 頻率的確定
    4.3 液芯厚度公式推導(dǎo)
        4.3.1 液芯厚度公式研究
        4.3.2 系數(shù)A、B的確定
            4.3.2.1 熱力耦合有限元方程及其求解
            4.3.2.2 鑄坯高溫力學(xué)參數(shù)選取
            4.3.2.3 輕壓下過程有限元模型
            4.3.2.4 模擬結(jié)果分析
    4.4 判定方法的應(yīng)用與驗(yàn)證
        4.4.1 VOF模型介紹
        4.4.2 動(dòng)網(wǎng)格模型介紹
        4.4.3 判定方法的應(yīng)用與驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：4045284