FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟.pdf

第卷第期河北理工学院学报．．年月．文章编号：薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟曹立军朱立光薛勇强．河北理工大学冶金与能源学院河北唐山：．唐山钢铁股份有限公司河北唐山关键词：薄板坯；凝固传热；数学模拟；摘要：建立薄板坯连铸结晶器内铸坯的凝固传热模型对凝固传热方程进行了离散化应用大型有限元软件对钢水凝固传热过程进行模拟求解描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程。模拟结果与连铸实际过程基本一致为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。中图分类号：．文献标识码：引言薄板坯连铸连轧工艺具有流程短、投资少、生产效率高、加工成本低等优点被认为是板材生产发展的新方向唐山钢铁公司于年投产了一条生产线主要用于低碳钢材的生产。本文基于薄板坯连铸工艺条件建立了结晶器内钢水凝固传热的数学模型并应用有限元软件对其过程进行模拟求解描述了凝固坯壳的温度分布与坯壳生长历程。模拟结果为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。基本方程及边界条件．’基本假设条件拉坯方向垂直方向上的传热很小忽略不计；在整个凝固过程中钢水成分无变化无偏析现象出现也就是说在计算过程中、值始终不变而且在一个温度点上物性参数保持恒定不变；不考虑凝固过程中钢坯整体收缩现象的存在和内部钢水流动现象的存在只进行传热与凝固分析而不进行传热、结构应力与应变、流动现象两者之间或三者之间的耦合处理；铸坯几何对称面的传热相同因此铸坯凝固传热模型可建立在横截面的／平面内；弯月面处简化为紧贴结晶器壁。．基本方程．在结晶器液面处取一铸坯薄片研究这一薄片沿铸坯运动方向的凝同传热过程。在上述假设条件的基础上根据能量守恒原理推导山的传热方程如下。警式中为温度℃；为时间