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小方坯连铸机中间包流场研究
小方坯连铸机中间包流场研究
摘要：连铸是一种重要的金属成形过程，它在工业生产中被广泛应用。小方坯连铸机是连铸的一种常见类型，通过连续浇铸的方式生产方坯。中间包流场对方坯的质量和形状具有重要影响，因此对中间包流场进行研究具有重要意义。本文通过分析中间包流场的影响因素，并采用数值模拟方法对中间包流场进行研究。研究结果表明，中间包内部流场的均匀性较好，但在出口处有较大的速度梯度。此外，进一步研究发现，中间包内部流动速度与温度场密切相关，对方坯的成形具有重要影响。
1.引言
连铸是一种通过连续浇铸的方式将熔融金属直接注入模具中，以制备金属坯料的方法。它具有生产效率高、质量稳定等优点，因此在钢铁、非铁金属等行业得到广泛应用。对于小方坯的连铸，目前主要使用的是小方坯连铸机，它能够实现连续、高效的生产。
2.中间包流场的影响因素
中间包流场是指在连铸过程中，熔融金属通过中间包时所形成的流动场。它对方坯的质量和形状有重要影响，因此进行中间包流场的研究具有重要意义。影响中间包流场的因素主要包括入口速度、中间包结构、出口速度等。
2.1入口速度
研究发现，入口速度对中间包流场的分布有明显影响。当入口速度较大时，中间包内部流动速度较快，流场均匀性较好。然而，当入口速度过大时，会导致中间包内部的剪切力过大，可能造成金属液中的非金属夹杂物混入坯料中，从而影响方坯的质量。
2.2中间包结构
中间包结构是指中间包内部的几何形状和布局。研究发现，中间包结构对流场的分布有重要影响。对于小方坯连铸机而言，中间包通常采用圆形或方形的结构。通过数值模拟方法可以得出，方形结构相较于圆形结构，在中间包内部流动速度的分布上更均匀，对方坯的成形更有利。
2.3出口速度
出口速度是指中间包流体从出口流出时的速度。研究发现，出口速度对中间包内部流动速度的梯度有影响。当出口速度较大时，中间包内部流动速度的梯度较大，从而可能导致方坯在连铸过程中的变形。
3.数值模拟方法研究中间包流场
为了更深入地研究中间包流场的分布规律，本文采用数值模拟方法对中间包流场进行了研究。具体方法包括建立中间包流场的数学模型，并通过计算流体力学方法对其进行求解。通过对研究对象进行离散化，将连续的流体问题转化为离散的网格问题，从而得到中间包流场的数值解。
4.研究结果及讨论
通过数值模拟方法研究中间包流场，得到了中间包内部流动速度和温度分布的数值结果。结果表明，中间包内部流场的均匀性较好，但在出口处有较大的速度梯度。进一步分析发现，中间包内部流动速度与温度场密切相关，对方坯的成形具有重要影响。
5.结论
本文通过分析中间包流场的影响因素，并采用数值模拟方法对中间包流场进行研究。研究结果表明，中间包内部流场的均匀性较好，但在出口处有较大的速度梯度。此外，进一步研究发现，中间包内部流动速度与温度场密切相关，对方坯的成形具有重要影响。这些研究结果对小方坯连铸机的生产实践具有一定的指导意义，可以为改善连铸工艺、提高生产效率提供参考。
参考文献：
[1]文献1
[2]文献2
[3]文献3