连铸保护渣润滑行为的数学模拟

应用传热学和粘性流体力学原理，模拟探讨了连铸保护渣的润滑作用，分析了各种因素对铸坯所受摩擦力的影响，从而为评价保护渣的润滑作用，优化连铸工艺提供了理论依据。     

连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究

从传热与粘性流体力学的角度考虑,建立了铸坯与结晶器间保护渣的润滑模型。利用此模型,并在计算铸民结晶器温度场的基础上,确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态。利用N－S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量,同时计算了润滑区段的摩擦阻力,为进一步计算铸坯与结晶器间摩擦阻力提供支持。     

连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究

从传热与粘性流体力学的角度考虑,建立了铸坯与结晶器间保护渣的润滑模型。利用此模型,并在计算铸坯与结晶器温度场的基础上,确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态。利用N-S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量,同时计算了润滑区段的摩擦阻力,为进一步计算铸坯与结晶器间摩擦阻力提供支持。     

结晶器与铸坯间气隙内液态保护渣流动行为的数学解析

应用粘性流体动力学原理及有限差分析方法，对结晶器与铸坯间气隙内的液态保护渣流动行为进行了数值计算，分析了结晶器振动参数对液渣流动行为的影响。结果表明，液渣在一个振动周期内流入，流出状态和流动速度与结晶器振动参数有关，低振幅，低频率使液渣平均流动速度提高，为满足渣耗量，高速连铸工艺应采用低振幅，低频率的正弦波或非正弦波振动形式。     

连铸结晶器内保护渣渣膜状态的数学模拟

建立了考虑保护渣参与传热的铸坯凝固模型,计算结晶器内铸坯收缩产生的气隙大小,确定存在于结晶器与铸坯间保护渣渣膜的温度、厚度和存在状态,分析保护渣的润滑能力及连铸工艺条件对保护渣的物性要求.得出以下结论:熔化温度越低,液态渣膜越厚,在结晶器内渣膜保持长度越长;对于一定熔化温度的保护渣,存在最佳拉坯速度以提供最佳液体润滑;浇铸温度越高,液态渣膜厚度越大.     

高速连铸铸坯的润滑

通过分析连铸保护渣的物性及结晶器的振动方式对链涛坯的润滑影响，提出了适合于高速连铸的保护渣的物化性能及结晶器振动方式。     

结晶器中连铸保护渣的润滑与选择

在Hasselströn,Chone等人工作的基础上,根据流体力学原理推导了一个计算连铸结晶器中保护渣膜厚度的新公式。和原有计算法相比,该公式考察的因素更全面,它为保护渣的选择和连铸有关工艺参数的确定提供了依据。     

连铸结晶器保护渣稳态润滑作用的简化数学分析

根据Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，并作若干简化假设，建立了描述连铸结晶器内保护渣润滑作用的数学模型。结合凝固规律可以预测结晶器保护渣物理性能和连铸工艺条件对润滑层厚度、保护渣消耗量、拉坯阻力和结晶器内传热的影响。     

结晶器中弯月面区域保护渣液流场的数学模拟

用商业软件Fuent 对弯月面处保护渣的流场分布和弯月面受力情况进行了数学模拟和分析。 对于一个振动周期,在时间t=0 时,保护渣的流入量最大,此时保护渣对凝固坯壳产生负压,为使保护渣容易流人,应尽量减小此时的负压,减小保护渣与结晶器之间的摩擦力。模拟结果与南钢方坯连铸实际情况一致。     

连铸结晶器弯月面处保护渣的流动行为

引入变量ｍ（冲量密度）和Ｙａｎｇ－Ｍｉｌｌｓ规范变换ｍ＝ｕ＋ｇｒａｄХ,将原始变量的Ｎ－Ｓ方程转化为规范不变量形式,用自由质点法处理Ｃｏｒｏｎｏｉ元,对连铸结晶器弯月面处保护渣流动行为进行数学模拟。输出振动周期内的动态流场,然后结合一组试验数据进行计算,计算结果与实际情况相吻合,进而讨论了渣圈对液渣流动为的影响。为研究结晶器弯月面处保护渣的行为和铸坯振痕的形成提供了一定的依据。     

方坯连铸保护渣渣膜润滑行为的理论研究

应用传热学和粘性流体力学原理，用数学模拟的方法描述了方坯连铸结晶器内保护渣的润滑行为，计算不同浇注条件下铸坯所受摩擦力，分析了各种因素对铸坯所受摩擦力的影响。     

连铸保护渣在结晶器和铸坯之间传热特性的基础性研究

为了弄清楚钢水在连铸结晶器中的热传导行为，进行了实验室试验，测定了平行侧板中结晶器保护渣的总热阻。对结晶器与保护渣膜层界面及保护渣热传导率的界面热阻关系进行了定量分析，就固体结晶器保护渣来说，观察到了两罪面间热阻相当于２０～５０μｍ的空气间隙。当结晶器表面温度大于保护渣凝固温度时，界面热阻和空隙同时消失。晶器保护渣的凝固防止了散热，相当于保护渣总热量的２０％。结晶器保护渣的导热系数取决于硅酸盐离子     

连铸坯结晶器内钢液流动数学模拟研究

应用CDF软件FLUENT进行结晶器内钢液流动数学模拟,对结晶器参数进行优化.预测了在不同的操作条件下,结晶器内钢液的流动行为和温度场的分布.从温度和流场分布认为,1 500 mm ×350mm连铸坯的最佳生产工艺参数应为水口倾角25°、拉速1.5 m/min、浸入深度180 mm.     

连铸保护渣对铸坯表面质量的影响

本对纵裂纹、星裂、裂纹、夹杂等保护渣相关铸坯有面缺陷的产生原因进行了分析,并针对酒钢实际从保护渣方面提出了相应的防止措施。     

高速连铸结晶器内的保护渣膜

连铸结晶器中形成的保护渣膜在润滑与传热方面起重要作用,但渣膜的厚度和结构还没有完全被人们所了解。本次研究中,保护渣膜试样是取自浇铸结束后连铸结晶器内,保留浇铸期间所处位置的渣膜。通过此次试验,清楚了结晶器内弯月面处保护渣膜的厚度。根据显微镜下对渣膜截面的观察,研究了渣膜的结构,即渣膜的结晶情况。此外,基于上述观察结果,研究了结晶器内通过渣膜的传热现象,得出以下结论： （1）确认结晶器内保护渣膜的厚度约为1mm。玻璃层为连铸中钢水顶部的熔融保护渣,浇铸结束后成为薄膜,将其假定为浇铸期间的保护渣膜。 （2）按结晶器保护渣消耗量可估算出浇铸期间渣膜中的液渣层厚度。 （3）弯月面处渣膜约1mm厚时,辐射及传导的总热阻与渣膜和结晶器之间的界面热阻相等。 （4）文中提到的界面热阻可能大于实际浇铸中结晶器的热阻。原因可能是由于这些热阻是在无钢水压力情况下测得的,实际结晶器内的界面热阻似乎较小。     

大方坯连铸结晶器保护渣的研制

对进口结晶保护渣进行具体分析,研制出两种大方坯结晶器保护渣,工业试验结果表明：研制的渣能够替代进口产品,满足大方坯连铸生产工艺的要求。     

连铸结晶器内渣膜形成及传热的研究现状

介绍了模拟结晶器内渣膜形成的实验方法, 综述了国内外学者在保护渣传热方面所做的研究工作, 包括固态渣膜的界面热阻、保护渣的导热系数、辐射传热以及渣膜的光学性质, 并提出了今后在渣膜形成及传热研究中有待进一步完善的内容和方向.现有的研究结果表明利用热丝法可以对渣膜的形成过程进行原位观察, 采用水冷铜探头法可以获取用于研究渣膜微观组织的固态渣膜样品.渣膜的界面热阻在0.0002~0.002 m2·K·W-1之间.在800℃以下, 保护渣的导热系数在1.0~2.0 W·m-1·K-1范围内, 且随温度的升高而逐渐增加.渣膜中的晶体一方面可以增加渣膜的界面热阻, 另一方面可以提高固态渣膜的反射率, 起到降低辐射热流的作用.此外, 过渡族金属氧化物的加入以及固态渣膜中弥散分布的微小颗粒也能改变渣膜的光学性质, 从而影响通过渣膜的辐射传热.      

结晶器保护渣对连铸坯增碳的影响

本文研究了超低碳钢水通过连铸结晶器,铸坯含碳量增加的现象。讨论了含碳保护渣对超低碳钢铸坯增碳的影响,降低保护渣中碳含量,有利于减少铸坯增碳。