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连铸坯凝固过程传热模型与热应力场模型的研究及应用
随着连铸技术的发展，对连铸坯凝固过程的研究越来越深入。连铸坯凝固过程传热模型和热应力场模型是研究连铸过程的必要手段，在实际生产过程中有着广泛的应用。本文将从传热模型和热应力场模型两个方面来探讨其研究和应用。
一、连铸坯凝固过程传热模型的研究及应用
1.传热模型的建立
连铸坯凝固过程传热模型是研究连铸过程的基础。建立传热模型的主要目的是为了预测坯面温度分布、凝固速度和残余应力等参数，为控制坯形和坯质提供依据。
传热模型是建立在对连铸坯结构的认识上的。传热模型主要考虑以下因素：
(1)连铸坯凝固时熔池内部温度变化；
(2)连铸坯表面受熔池辐射或对流换热；
(3)连铸坯与坯壳之间的传热；
(4)坯壳和坯芯之间的传热。
传热模型通常采用有限元法、有限差分法、边界元法和分析法等建立，根据不同建模方法可以建立出不同的连铸坯凝固传热模型。
2.传热模型的应用
2.1优化坯形
传热模型的应用主要是为优化坯形提供支持。坯形是直接影响坯质和产量的因素之一，通过预测坯面温度的分布，可以调整冷却水流量、坯模升降、水冷喷淋位置等生产参数，从而实现优化坯形的目的。
2.2预测凝固速度
预测连铸坯的凝固速度对于控制坯形和坯质非常重要。传热模型可以预测坯面温度的分布和演变，进而预测坯的凝固速度和凝固序列。通过准确的凝固速度预测可以对连铸工艺进行优化和控制，进一步提高坯质和产量。
二、连铸坯凝固过程热应力场模型的研究和应用
1.热应力场模型的建立
连铸坯凝固过程中存在着热应力，热应力场模型的建立可以帮助我们预测坯壳和坯芯的应力分布。常用的建模方法有有限元法、边界元法和分析法等。
热应力场模型是建立在连铸坯凝固过程温度场和应变场的基础上的。主要考虑以下因素：
(1)连铸坯的凝固热和冷却速率
(2)坯表面和坯内部的温度变化
(3)坯壳与坯芯之间的应变差异
(4)连铸机生产参数（如振动）
2.热应力场模型的应用
2.1优化冷却方式
通过预测连铸坯的应力分布并优化冷却方式，可以降低连铸坯的内部应力，减少坯底裂纹和表面裂纹的产生，提高坯质。
2.2研究坯造成原因
通过热应力场模型的分析，可以研究坯底裂纹、表面裂纹等缺陷的形成原因，为优化连铸工艺提供更准确的依据。
总之，连铸坯凝固过程传热模型和热应力场模型的研究和应用是控制整个连铸过程的关键所在。通过传热模型的预测和热应力场模型的分析，可以优化连铸工艺、改进坯形，提高坯质和产量，从而为铸造行业的发展做出更大的贡献。