方坯连铸结晶器三维热力耦合分析
结晶器内初生坯壳的生长对铸坯对铸坯表面质量有很大影响，而结晶器的传热行为直接决定了钢业的初始凝固。研究结晶器的传热规律对改善铸坯质量起到了至关重要的作用。由于工业实验的局限性，无法直接获取结晶器的热流和温度分布等信息。因此，研究结晶器的传热规律对提高铸坯质量有重要指导意义。 基于结晶器传热特点建立方坯连铸结晶器三维瞬态传热模型，连铸拉坯过程利用节点温度传递法模拟，采用ANSYS软件对模型进行分析。经过充分迭代得到结晶器三维稳态温度场，并与传统二维铸坯传热模型进行对比。通过动态边界条件加载技术实现铜壁冷面水垢厚度的连续变化，分析水垢对结晶器铜壁温度分布的影响。利用间接耦合的方法，将分析所得结晶器铜壁温度场作为温度载荷，求解铜壁的应力场。 结果表明：在结晶器上口，三维传热模型分析结果与铜壁温度分布规律基本吻合，弯月面下50mm附近铜壁温度达到高峰；弯月面处水垢厚度由0.1mm增加到0.5mm时，铜壁最高温度由187℃升高至318℃，铜壁高温区域扩大，铜壁变形程度增加。铜壁面部应力分布较为均匀，在角部存在两个应力集中的位置，为铜管上口和距上口150mm处。以悬挂式安装的方坯连铸结晶器铜管在生产过程中，主要沿拉坯方向向下伸长，在结晶器下口位移最大。结晶器铜壁两侧变形规律基本一致，而铜壁面部中心伸长长度略大于角部。
方钢坯连铸;结晶器;传热规律;铸坯质量
华北理工大学
硕士
冶金工程
蔡宗英
2018
中文
TF777.2
74
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）