沟槽内壁结晶器锡和铋锡合金初生坯壳性状热态模拟实验

论文题目: 沟槽内壁结晶器锡和铋锡合金初生坯壳性状热态模拟实验

论文类型: 硕士论文

论文专业: 钢铁冶金

作者: 许海亮

导师: 沈明钢

关键词: 沟槽内壁结晶器,初生坯壳,浸渍实验,数值模拟

文献来源: 辽宁科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来，随着对连铸坯表面质量要求的提高，有关结晶器冷却、传热对钢液的初期凝固及表面裂纹影响的研究愈显得重要。众多的研究结果表明，铸坯初生坯壳变形引起的传热不均匀造成初生坯壳厚度不均匀，引起较大应力是产生铸坯表面裂纹的主要原因，即初生坯壳的变形过程直接影响铸坯表面质量。本文通过水冷铜板浸渍锡液实验模拟结晶器内钢液初期凝固过程，以ANSYS有限元软件为平台进行凝固传热的数值模拟计算，研究结晶器内壁刻划沟槽对铸坯初生坯壳形状的影响，找出均匀铸坯初生坯壳的条件，探讨减少铸坯表面裂纹产生的可能性。浸渍实验和模拟计算结果表明：在水冷铜板表面刻划沟槽可以分割初生坯壳变形，减小初生坯壳厚度的不均匀程度；随着沟槽间距的减小，初生坯壳变薄，而初生坯壳厚度愈趋于均匀，并且当沟槽间距小于3mm时，效果更为明显。由此，在结晶器内壁刻划适当数目的沟槽，可以改善铸坯初生坯壳与结晶器内壁间传热，均匀初生坯壳厚度和热应力分布，从而减少铸坯表面裂纹产生的可能性。

论文目录:

摘要

Abstract

1 文献综述

1.1 国内外连铸技术的发展情况

1.1.1 国外连铸技术的发展过程和趋势

1.1.2 我国连铸技术的新进展

1.2 连铸坯凝固冷却的整个过程及其特点

1.3 连铸坯的质量缺陷及影响因素

1.3.1 连铸坯质量特征

1.3.2 连铸坯质量缺陷分类及影响因素

1.4 结晶器冷却与铸坯质量的关系

1.4.1 结晶器的冶金作用

1.4.2 结晶器冷却及其对铸坯质量的影响

1.5 课题的选择

1.5.1 课题提出的背景

1.5.2 课题的选择和意义

2 结晶器内钢液凝固过程分析

2.1 凝固坯壳的组织特征

2.2 结晶器内钢水凝固与传热

2.2.1 结晶器内铸坯初生坯壳的形成

2.2.2 结晶器内坯壳厚度

2.2.3 结晶器的传热分析

2.3 结晶器传热的改善

2.3.1 钢水成分对结晶器传热的影响

2.3.2 结晶器设计对传热的影响

2.3.3 操作因素对结晶器传热的影响

3 沟槽表面水冷铜板浸渍实验

3.1 实验目的

3.2 实验原理和设备

3.2.1 实验原理

3.2.2 实验装置与设备

3.3 凝固坯壳厚度的测量及其不均匀程度的表示

3.4 实验过程

3.4.1 实验条件的影响

3.4.2 不同间距纵向沟槽的影响

3.5 沟槽表面水冷铜板浸渍实验结果分析

3.6 小结

4 水冷铜板浸渍锡液数值模拟

4.1 目的

4.2 水冷铜板浸渍锡液凝固传热数学模型

4.2.1 模型假设

4.2.2 几何模型

4.2.3 瞬态温度场分析模型

4.2.4 边界条件和初始条件

4.2.5 材料的物性参数

4.2.6 模型的运算求解

4.3 计算机计算

4.3.1 ANSYS软件使用简介

4.3.2 水冷铜板浸渍锡液模拟计算

4.4 水冷铜板浸渍锡液凝固传热数学模型的验证

4.5 模拟计算结果分析

4.6 沟槽对水冷铜板与凝固坯壳间传热的影响

4.7 小结

5 结论

参考文献

致谢

发布时间: 2007-05-08

参考文献

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