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连铸圆坯保护渣传热计算及可视化研究
摘要
保护渣是连铸工艺的关键技术之一,其性能对连铸操作和铸坯质量有着重要的影响。
对保护渣的研究,按照几何区域不同,可分为缝隙保护渣和表面保护渣两部分。
缝隙内渣膜的润滑和流动行为一直是冶金工作者关注的焦点,研究的比较充分,然而弯
月面处保护渣行为对钢液的初期凝固和铸坯表面质量有着很大影响,并直接影响渣子的
流入进而影响其润滑。正是基于这种需要,本论文建立了针对圆坯连铸过程中表面保护
渣的热行为建立了维的数学模型,以圆坯和结晶器温度计算为基础,进行了相应的数
值计算,并以实测的某钢厂连铸圆坯生产结晶器数据作为模型计算的原始输入和模型正
确性验证的依据,着重分析了保护渣物理性能和相关的连铸工艺参数对其热分布的影响。
并且通过引入并修正渣膜经验公式,计算了缝隙内保护渣膜的厚度分布以及渣耗量。
计算结果表明弯月面上保护渣温度沿高度方向由上而下逐渐升高,在接近熔点附
近温升加快其液态渣层厚度在左右,烧结层厚度与此大致相仿。保护渣导热性能哀
熔化热、熔化温度对各渣层的温度和厚度分布影响较为明显,随着熔化温度的降低、篡
热性能增加、熔化热的减小,液态渣层逐渐增厚,同时烧结层厚度也有不同程度的增加
提高拉速可适当增加弯月面上液渣层厚度并使其较快达到稳定值缝隙内液态渣膜厚度
在量级,渣膜总厚度在的量级,直径为的圆坯渣耗量为。咖
而这个数据与文献中提到的实测数据基本一致。
此外,利用上述计算数据,基于软件开发平台结合技术实现了
高质量、交互式凝固过程温度场后处理图像显示,提供了一种直观的铸坯结晶器保护
渣温度变化的静态显示的后处理方法,并实现了表面保护渣热分布的动态显示。在加快
了数据的处理速度的同时,使时刻都在产生的海量数据得到有效利用,使得人与数据之
间的图像通信成为可能。
关键词圆坯保护渣数值模拟可视化
连铸圆坯保护渣传热计算及可视化研究





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二。



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十十
连铸圆坯保护渣传热计算及可视化研究
独创性说明
作者郑重声明本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究
工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
外,论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得
大连理工大学或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作
的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢
意。
作者签名布洲日期
大连理工大学硕士学位论文
引言
连铸发展概况
钢水凝固成型有两种方法,传统的模铸法和连续铸钢法。连续铸钢是一项把钢
水直接浇注成形的工艺。它的出现从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭
初轧艺
连铸的发展大致经历了连铸浇注金属液思想的启蒙阶段、连续铸造特征技术的
开发阶段、传统连铸技术发展成熟阶段和连铸技术的优化发展阶段。在这期间,一
些关键的技术如采用大包回转台、中间包、水冷铜结晶器、结晶器锥度、保护浇注、
保护渣、水冷、娇直等的进展极大的促进了连铸技术的发展,连铸在生产中的应用
也越来越成熟
连续铸造有许多优越性,它简化了工序,缩短了工艺流程,提高金属收得率
,节约能源,使得生产过程机械化、自动化程度高而且它
还能提高产品质量,扩大品种,已经基本取代了钢锭模铸钢、初轧机开坯的第一代
钢液成型技术。
钢铁工业作为原材料工业,是国民经济发展的基础性工业,钢铁产品广泛应用
于各个行业,它的发展直接关系到国民经济的整体发展。钢铁产品的数量、质量和
生产技术己经成为衡量一个的重要指标,连铸比则在很大程度上成为
反映一个高低的标志。世界主要产钢国家连铸比逐年上升,尤其
是二次世界大战以后,为了重建欧洲和日本,对于钢材需求的急剧增加极大地促进
了连铸技术地快速发展,各均
已达到以上,不少工业发达国家如日本、德国、法国、意大利、比利时、西班
牙连铸比已经达到以上,至世纪初,欧洲个国家的连铸比几乎达到了
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图欧洲连铸比的变化
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我国是连铸技术起步较早的国家之一,年在上海建成一台高架立式方坯连
铸试验机,年底,在重钢三厂建成方坯立式连铸机,年,在重钢
三厂投产一台方坯、板坯兼用机,曲率半径为。进入年代,中国连铸技术开