用温度场数值模拟方法优化连铸二冷制度

依据热／力模拟实验及热应力解析计算，建立了防止裂纹形成的连铸二冷优化模型。基于对连铸坯成形过程温度场的数值模拟，确定了满足优化模型的水量与拉速定量关系及相应的计算机控制模型。     

薄板坯连铸结晶器三维流场和温度场的数值模拟

针对ＩＳＰ型薄板坯连铸结晶器，利用数值模拟的方法，计算结晶器的内流体的三维流场和温度场，比较和分析水口结构形状，插入深度及拉坯速度对结晶器内流场和温度场的影响，为薄板坯连铸结晶器以及相适应的伸入式水口结构形状选型提供参考。     

大断面圆坯连铸温度场的数值模拟

通过大型通用有限元软件ANSYS建立铸坯凝固过程有限元仿真分析模型,在拉速0.25～0.35m/min,钢水过热度20℃的条件下,对20钢Φ中600mm和40Cr钢Φ500 mm圆坯连铸过程进行了计算和分析,得出距液面0～32 m时铸坯表面温度变化曲线。计算结果表明,当20钢Φ600 mm圆坯的拉速为0.3 m/min时,结晶器出口坯壳厚度为30.9 mm,结晶器出口铸坯温度为1050℃,二冷区表面最低温度978℃铸坯在距液面19.71 mm处完全凝固。Φ600 mm圆坯连铸机20钢生产实践表明,拉速0.25 m/min,结晶器出口铸坯表面温度为1048℃,二冷区表面最低温度为918℃,与模拟结果相似。     

方坯连铸结晶器钢液流场和温度场的数值模拟

借助PHOENICS软件,在拉速为1.1m/min的条件下,对220mm×220mm结晶器内流场和温度场进行了数学模拟。结果表明,采用5孔的水口在插入深度为130mm左右的效果较好,而4孔水口采用安装角度为10°,对流场和温度场有明显改善。     

薄板坯连铸冷却过程的数值模拟

1.引言 薄板坯连铸工艺是冶金工业八十年代的一项新技术,具有良好的经济效益,珠江钢厂将引入第一条国内生产线,生产过程包括结晶器冷却与喷水冷却两部分,通常称为一冷与二冷区域,结晶器冷却是采用循环水方式,喷水区包括喷水,辐射,滚轮方式。 我们所研制的软件是计算冷却过程中各剖面的温度分布,一冷区域的剖面可任意等分给出所需位置,即从钢水进入结晶器后到出结     

板坯连铸充型过程流场温度场耦合数值模拟

利用CFD商用软件Flow-3d,对内外复合冷却结晶器内钢水充型过程流场温度场耦合作用下的 流动和凝固状况进行数值模拟,得到了流场温度场的分布图和充填过程中自由表面的位置和形状图。分析了 板坯连铸充型过程中流场温度场对钢水凝固的影响。结果表明内冷却器可改善钢水的流动,有利于钢液中的 夹杂物上浮,加快结晶器内钢液的凝固     

钢包底温度场和应力场数值模拟

钢包是连铸生产线上的重要设备，其内衬的热应力是影响钢包寿命的主要因素。本文运用有限单元法，对钢包底的温度场和应力场进行了数值模拟。计算结果表明，新包预热后仍处于吸热状态，经数次热循环后才达到“准稳态”；包底工作层应力值在预热完成后，钢水注入瞬时达到最大；包底工作层热面靠近包壁处的应力比靠近中心部位高，可在靠近包壁处增设保温装置降低该处应力。     

板坯连铸内外复合冷却流场和温度场耦合数值模拟

 针对1 240 mm×200 mm板坯连铸提出了一种钢水内外复合冷却技术，即在结晶器内设置内冷却器 U形管，起到提高传热效率改善铸坯内部组织之目的。运用流体力学分析软件，就内外复合冷却结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下的凝固状况进行数值模拟，发现内冷却器可以使钢水的流动状态均匀和加快连铸坯的凝固速度。     

双辊薄带连铸的数值模拟

介绍了近些年来针对双辊薄带坯连铸所做的数值模拟工作，对其进行了分析，归类，并简要讨论了数值模拟工作的发展趋向。     

厚板坯连铸结晶器流场数值模拟

针对鞍钢新轧钢第一炼钢厂厚板坯连铸结晶器建立了三维湍流数学模型和三维实体模型.应用有限元软件对厚板坯连铸结晶器内的流场进行了模拟,计算了铸机拉速、浸入式水口出口倾角和水口浸入深度等工艺参数对结晶器内钢液流动的影响.对比表明,数值模拟结果与水模实验结果相符.     

方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场的数值模拟

对方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,分析了不同电流强度、电流频率、结晶器铜管以及结晶器内水套对电磁搅拌器内磁场分布的影响,得到了磁场特性与电磁搅拌参数的关系,模拟结果与实测结果一致;并得出采用合适的电磁搅拌参数可以在结晶器内获得合理有效地电磁搅拌强度,从而可以更有效地改善铸坯的质量.     

方坯连铸二冷区电磁旋转搅拌数值模拟

运用电磁流体力学基本理论及磁场边界更新法,给出了方坯连铸二冷区电磁旋转搅拌的数学模型,并利用CFX软件进行了钢液流场和磁场的数值模拟,结果表明,外加水平波磁场可以在搅拌区域内产生电磁力,使钢液在水平方向形成旋转流动,而在垂直方向形成不均匀流动,电源频率和电流强度对旋转搅拌强度有影响。     

连续铸钢过程中结晶器的传热研究

 为了研究结晶器内壁温度的分布,设计了模拟结晶器工作过程的实验装置,并进行了实验。实验结果表明,结晶器内壁温度趋近于冷却水温度。基于实验,推导了结晶器边界等效导热系数。该系数用于解决金属和冷却水之间的传热,即反映结晶器的传热能力。用等效导热系数处理结晶器的边界传热,对包括结晶器在内的连铸凝固进程温度场进行数值模拟既简单又方便,并且计算结果与实验结果符合。还讨论了拉坯速度和冷却水流量对结晶器温度场的影响。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

连铸结晶器内电磁制动过程的数值模拟

电磁制动的磁场分布与电磁制动的冶金效果密切相关，建立了描述连铸结晶器内电磁制动过程的三维数学模型，在交错网络下利用半隐式压力校正算法求解了动量方程和感生电流方程，研制了带形电磁制动结晶器内的磁场和流场，并将计算机结果与实测值进行了比较，结果表明，合理的电磁制动磁场强度为0.04～0.24T。     

板坯连铸结晶器冷却铜板的温度场分析及结构优化

采用结构分析有限元软件ABAQUS对具有不同冷却系统的两种结晶器在工作过程中的稳态温度场进行了模拟。在所采用的热材料参数和边界条件尽町能符合实际条件下。证明了采用新的设计可获得较理想的温度场分布。其结果对连铸结晶器的设计及优化、提高结晶器寿命和改善板坯质量具有指导作用。     

线材水平电磁连铸过程中磁场分布的数值模拟

针对线材电磁水平连铸过程中磁场分布问题，建立了二维轴对称有限元模型。利用ANSYS软件包进行划分网格及计算，模拟出了磁场在连铸结晶器区域的分布。研究了磁场频率对金属熔体内磁感应强度及洛仑兹力的影响。计算结果表明：随着频率的增大，磁感应强度减小，洛仑兹力先增大后减小且其作用范围逐渐集中于熔体表面区域。