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漏斗型结晶器内金属变形行为分析

连铸 2001年第4期26卷 1-2,12页

作者：刘立文张慧干勇郑学然刘爱强钢铁研究总院连铸中心

漏斗型结晶器内腔曲面形状的优化设计是确保薄板坯连铸高拉速的核心和关键。本文对自主开发的双弧和椭圆漏斗型结晶器内腔曲面形状特性进行研究,利用有限元软件MARC模拟了铸坯经过结晶器的过程,确定不同结晶器内腔形状对坯壳变形分布的... 详细信息

漏斗型结晶器内腔曲面形状的优化设计是确保薄板坯连铸高拉速的核心和关键。本文对自主开发的双弧和椭圆漏斗型结晶器内腔曲面形状特性进行研究,利用有限元软件MARC模拟了铸坯经过结晶器的过程,确定不同结晶器内腔形状对坯壳变形分布的影响,用以对比结晶器曲面形状优劣,指导和改善结晶器曲面设计特性,使之更加科学合理。

关键词：薄板坯连铸机漏斗型结晶器有限元变形优化设计

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漏斗型结晶器内钢液的流动及传热研究

钢铁研究学报 1991年第2期 96-96页

摘自冶金部钢铁研究总院研究生王来华的博士学位论文,导师:邵象华本文结合国家“七·五”重点科技攻关课题——薄板坯连铸,对漏斗型结晶器内钢液流动规律进行了物理模拟和数值计算,并对钢液的温度分布进行了理论分析。采用延时照相和... 详细信息

摘自冶金部钢铁研究总院研究生王来华的博士学位论文,导师:邵象华本文结合国家“七·五”重点科技攻关课题——薄板坯连铸,对漏斗型结晶器内钢液流动规律进行了物理模拟和数值计算,并对钢液的温度分布进行了理论分析。采用延时照相和激光测速的方法系统地对漏斗型结晶器内的流动状态进行了实验研究,发现漏斗型结晶器内的流动可以分为三个区域:水口出口的射流区,水口上部的旋滚区和水口下部的旋滚区。三个区域的大小受水口形状、水口插入深度、水

关键词：漏斗型结晶器数值计算温度分布温度场分布(力学) 钢液流动卷渣

薄板坯连铸漏斗型结晶器内流动、传热和凝固行为的数值研究

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连铸 2008年第6期33卷 1-5,17页

作者：邹芳田溪岩李本文东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110004

针对薄板坯连铸漏斗型结晶器,建立了钢液流动与凝固传热的三维耦合模型,在不改变造型复杂的水口和漏斗型结晶器的尺寸和结构的前提下,计算分析了不同操作参数——拉坯速度和浇注温度对结晶器内流场、温度场和凝壳的影响,同时采用了第二... 详细信息

针对薄板坯连铸漏斗型结晶器,建立了钢液流动与凝固传热的三维耦合模型,在不改变造型复杂的水口和漏斗型结晶器的尺寸和结构的前提下,计算分析了不同操作参数——拉坯速度和浇注温度对结晶器内流场、温度场和凝壳的影响,同时采用了第二类和第三类两种不同的热边界条件进行了流场和温度场的分析。计算结果表明,钢液凝固壳及糊状区对结晶器内钢液的流动有很大影响,采用第二类热边界条件能够更真实地反映出结晶器内流动对传热的影响。

关键词：薄板坯漏斗型结晶器流体流动传热凝固数值模拟

马钢CSP工艺漏斗型结晶器铜板温度检测及传热分析

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钢铁 2009年第12期44卷 32-37页

作者：丁毅张慧陶红标张宗宁陈远清刘爱强中国钢研科技集团公司连铸技术国家工程研究中心北京100081 马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽省马鞍山243000

为了获得求解薄板坯流动、传热凝固模型的合理热流边界条件,并为揭示结晶器铜板及铸坯裂纹的形成机理提供参考依据,应用马钢薄板坯连铸机中结晶器温度监测软件在线采集了不同工况和不同时刻的铜板温度,分析了结晶器铜板温度的变化规律;... 详细信息

为了获得求解薄板坯流动、传热凝固模型的合理热流边界条件,并为揭示结晶器铜板及铸坯裂纹的形成机理提供参考依据,应用马钢薄板坯连铸机中结晶器温度监测软件在线采集了不同工况和不同时刻的铜板温度,分析了结晶器铜板温度的变化规律;在此基础上,结合实际冷却参数和铜板实测温度,计算了在不同拉速下浇注断面分别为1 275 mm×70 mm和1 525 mm×70 mm的SPHC钢种时的结晶器热流场。结果表明,相同条件下结晶器铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,它们在结晶器纵向上呈逐渐下降趋势,而在横向上也存在明显的波动,靠近弯月面时这种波动尤为剧烈;采用相同水口和结晶器浇注宽度分别为1 275 mm和1 525 mm的铸坯时,结晶器铜板温度和热流密度在宽度方向上的分布总体上分别呈现为"M"和"W"形状,即铜板温度及热流密度的最高值分别位于铜板宽度方向的1/4处和中心线部位;拉速为4.5 m/min时,结晶器铜板最大热流密度可达到4.6MW/m2。

关键词：漏斗型结晶器薄板坯传热热流密度

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浸入式水口对薄板坯结晶器内钢液流动的影响

钢铁研究学报 2024年第1期36卷 66-75页

作者：李瑜孙彦辉宋思程王超北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 一重集团大连工程技术有限公司辽宁大连116000

为适应某钢厂新的生产线,提高其连铸连轧效率,重点探究、揭示了浸入式水口开口个数对薄板坯结晶器内冶金行为的影响规律。研究采用有限元软件ANSYS Fluent,针对高拉速(5m/min)薄板坯漏斗型结晶器在不同水口结构下的流动和传热行为进行... 详细信息

为适应某钢厂新的生产线,提高其连铸连轧效率,重点探究、揭示了浸入式水口开口个数对薄板坯结晶器内冶金行为的影响规律。研究采用有限元软件ANSYS Fluent,针对高拉速(5m/min)薄板坯漏斗型结晶器在不同水口结构下的流动和传热行为进行三维数值模拟仿真,并分析比较模拟结果,结合液面波动指数F数,择出最优的水口。结果表明:在流场分析中,两孔水口弯月面处的最大流速为0.709m/s,三孔水口和四孔水口最大流速相近,分别为0.575、0.578m/s,两孔水口对自由液面造成的扰动更大;在温度场分析中,两孔水口顶面温度范围整体较高,温度最大值出现在窄壁处;三孔和四孔水口顶面最大温度均1810K以下,且三孔水口高温区域较大,有利于保护渣的熔化。计算F数可得F_(2)为4.09、F_(3)为2.65、F_(4)为2.88。三孔水口F3数值最小(F_(3)

关键词：薄板坯高拉速漏斗型结晶器数值模拟液面波动指数

CSP和FTSC工艺结晶器的冷却结构及传热能力

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钢铁研究学报 2010年第5期22卷 19-22页

作者：张慧丁毅陶红标刘和平杨晓江干勇中国钢研科技集团公司连铸技术国家工程研究中心北京100081 马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000 唐山钢铁集团有限责任公司技术中心河北唐山063016

结合实际生产数据,比较和分析了CSP及FTSC工艺结晶器的冷却结构及传热能力,结果表明,热流密度计算模型中,FTSC和CSP结晶器内传热区高度分别为1 200 mm和1 010 mm,相同工况下二者的传热能力相近;CSP结晶器采用42条凹型水道及20条内径11 m... 详细信息

结合实际生产数据,比较和分析了CSP及FTSC工艺结晶器的冷却结构及传热能力,结果表明,热流密度计算模型中,FTSC和CSP结晶器内传热区高度分别为1 200 mm和1 010 mm,相同工况下二者的传热能力相近;CSP结晶器采用42条凹型水道及20条内径11 mm的圆型水道进行组合冷却,FTSC结晶器采用72条内径14 mm的圆型水道进行冷却;弯月面处FTSC结晶器铜板热面温度高于银铜的再结晶温度,铜板将发生局部变形,这是造成镀层龟裂或铜板裂纹的主要原因。

关键词：漏斗型结晶器冷却结构传热能力热流密度

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薄板坯连铸结晶器铜板内腔形状研究

炼钢 2018年第5期34卷 64-68页

作者：姚海明杨杰李梦英唐山工业职业技术学院河北唐山063299 河钢集团唐钢公司河北唐山063016

结合唐钢FTSC薄板坯连铸机漏斗型结晶器的技术特点,优化了结晶器铜板内腔形状,在窄面铜板上采用了陶瓷镀层技术,解决了窄面铜板磨损过快的问题,保证了结晶器窄面角部区域的锥度稳定,实现了结晶器内腔形状的保持。在此基础上研究了宽面... 详细信息

结合唐钢FTSC薄板坯连铸机漏斗型结晶器的技术特点,优化了结晶器铜板内腔形状,在窄面铜板上采用了陶瓷镀层技术,解决了窄面铜板磨损过快的问题,保证了结晶器窄面角部区域的锥度稳定,实现了结晶器内腔形状的保持。在此基础上研究了宽面漏斗形状和窄面形状组成的结晶器内腔形状和钢种凝固收缩特性的匹配规律,以及对不同钢种表面纵裂的影响,研究发现长漏斗宽面+多锥度窄面适合生产中碳类钢种,小漏斗宽面+单锥度窄面适合生产低碳类钢种。

关键词： FTSC薄板坯连铸漏斗型结晶器陶瓷镀层内腔形状

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薄板坯结晶器内钢液流场和温度场的数值模拟

薄板坯结晶器内钢液流场和温度场的数值模拟

作者：刘振领河北科技大学

学位级别：硕士

结晶器是连铸机的心脏,是连铸机最关键部分之一,是控制钢液洁净度的最后环节,在控制铸坯质量方面起着极其重要的作用。结晶器内钢液的流动特性直接关系着结晶器内的钢液传热、保护渣熔化和夹杂物上浮等,与铸坯裂纹、皱皮、偏析等表面或... 详细信息

结晶器是连铸机的心脏,是连铸机最关键部分之一,是控制钢液洁净度的最后环节,在控制铸坯质量方面起着极其重要的作用。结晶器内钢液的流动特性直接关系着结晶器内的钢液传热、保护渣熔化和夹杂物上浮等,与铸坯裂纹、皱皮、偏析等表面或内部缺陷的形成有着密切的关系。因此,对结晶器内钢液流场和温度场进行研究十分必要。本文以邯钢CSP薄板坯连铸机结晶器内钢液为研究对象,在参考了大量相关文献资料的基础上,利用工厂实际生产工艺参数,建立薄板坯连铸结晶器流场和温度场的三维模型,给出了结晶器内钢液流场和温度场数值模拟的控制方程、初始条件、边界条件及所需的热物性参数。利用ProCAST软件对采用两种典型浸入式水口对应的漏斗型结晶器内钢液的流动与传热状况进行了数值模拟。数值模拟结果和邯钢的水模实验数据相吻合,验证了所建立模型的正确性。根据已经验证的模型,模拟计算了两种典型水口(牛鼻子型水口、双侧孔型水口)在不同的生产工艺参数(拉坯速度、水口的导流槽角度及插入深度)条件下,结晶器内钢液流场和温度场的分布情况。分析模拟结果,得到了各生产工艺参数对结晶器流场和温度场的影响规律。研究表明:1)双侧孔型水口效果优于牛鼻子型水口;2)在较小范围内,拉坯速度对结晶器内流场状态影响不明显;3)牛鼻子型水口导流槽角度在100°和110°之间较为合理,双侧孔型水口导流槽角度110°时较为合理,但是推荐用双侧孔型水口;4)随着插入深度的增加,钢液流股冲击深度增加,拉坯速度为4m/min时,水口插入深度150mm较为适宜。研究结果对指导实际生产提供了参考依据,对浸入式水口结构的设计和优化也具有重要的指导意义。

关键词：漏斗型结晶器浸入式水口流场温度场数值模拟

CSP薄板坯连铸结晶器三维流场与温度场的数值模拟

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CSP薄板坯连铸结晶器三维流场与温度场的数值模拟

作者：王晓红武汉科技大学

学位级别：硕士

在薄板坯连铸过程中,结晶器内钢液的流动特性不仅关系到结晶器的传热和夹杂物的上浮,而且还与铸坯裂纹、皱皮、偏析等表面及内部质量有着非常密切的关系。这样开展薄板坯结晶器内钢水流场和温度场的研究就显得尤为重要。本文针对国内某... 详细信息

在薄板坯连铸过程中,结晶器内钢液的流动特性不仅关系到结晶器的传热和夹杂物的上浮,而且还与铸坯裂纹、皱皮、偏析等表面及内部质量有着非常密切的关系。这样开展薄板坯结晶器内钢水流场和温度场的研究就显得尤为重要。本文针对国内某钢铁公司CSP薄板坯连铸生产现状,利用数值仿真的方法,采用PHOENICS软件计算漏斗型结晶器内钢液的三维流场与温度场,比较和分析了水口结构形状,水口插入深度及拉坯速度对结晶器内流场和温度场的影响,对薄板坯连铸使用的牛鼻子水口和近来为增加钢液流量而采用的三孔水口条件下结晶器内流场和温度场进行了更为详细的分析。对比喇叭形水口,双侧孔水口(45°),牛鼻子水口和三孔水口,总的说来后两者优于前两者;而双侧孔水口(45°)又优于喇叭形水口;牛鼻子水口和三孔水口比较各有特点,前者对保证铸坯质量有利,为防止流股对窄面的冲击,增加挡块宽度到100 mm,可使结晶器横截面上温度分布更加均匀,降低窄面热负荷;后者对增加流量,提高拉速非常有利,但要防止中孔射流过强导致铸坯中心坯壳变薄,在实际生产中可通过控制水口浸入深度或塞住浸入式水口的底孔来调节结晶器中的流动与温度分布状态。为确保铸坯质量,薄板坯连铸工作拉速应不宜大于6 m/min。在水口结构一定条件下,其插入深度应随拉速的增加而适当增加,如拉速4.0 m/min时,牛鼻子水口插入深度250 mm左右,三孔水口插入深度280 mm左右比较适宜。数值模拟与文献中水模实验及现场数据吻合较好,为薄板坯连铸浸入式水口结构的优化及确定合理的工艺参数提供了依据。

关键词：薄板坯连铸漏斗型结晶器数值模拟流场温度场