大方坯连铸凝固传热和偏析数值模拟研究
在连铸过程中，凝固传热和元素的溶质偏析对铸坯的质量有着重要的影响，而这些因素通常在实际的生产中无法直接通过测量获得。因此，运用计算机数值模拟技术结合现场实际，对连铸坯凝固传热和偏析进行研究，分析影响连铸坯质量的工艺参数，并进行人为的控制调整，从而实现连铸生产工艺的最优控制。 本文针对某钢厂高铬合金钢大方坯连铸生产中，存在着中心裂纹、疏松、缩孔等问题，以及确定动态轻压下位置时，需要确定液芯长度、坯壳厚度等在现场中无法实际测量的工艺参数等情况。开发了大方坯凝固传热和偏析数值模拟软件。凝固传热软件采用二维非稳态导热方程为传热模型，使用有限差分法对传热模型进行离散。偏析模拟软件采用宏/微观统一的偏析模型，即修正的谢尔方程，耦合了热传导方程，采用半解析方法对此方程进行离散。软件编程语言选择VC++，数据库选择SQL Server，图型显示应用Teechart控件。此软件模拟了温度场分布、坯壳厚度、固相率、液芯长度及C偏析程度等。在图形显示时可以局部放大，可使结果更加精确。软件操作简便，并具有良好的可扩展性。 本软件对T91和L80-13Cr钢的凝固传热和偏析进行了数值模拟，采用红外测温仪采集现场温度数据，与软件模拟值进行比较，误差很小，说明此软件模拟精确。通过软件分析，表明拉速、浇注温度对铸坯温度场的影响较大，二冷配水量对铸坯温度场的分布有一定的影响，拉速对C浓度分布的影响较大。结合现场实际，并考虑生产效率，对上述两个钢种提出了合理的工艺参数。
炼钢工业;大方坯连铸工艺;凝固传热;元素溶质偏析;数值模拟
东北大学
硕士
冶金物理化学
厉英
中文
TF777.2
77
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）