特大空心管坯结晶器内钢水流场和温度场的数值模拟
发布时间：2022-01-12 15:31
空心管坯连铸技术被认为是管坯生产更进一步的近终形制备技术。随着更大尺寸空心管坯的需求日益增多,生产难度越来越大,铸坯质量难以保证。本文对Φ750×150mm特大空心管坯连铸进行了数值模拟,主要目的为了改善结晶器内钢水流场和温度场分布,以提高铸坯生产质量。本文根据特大空心管坯的特点和生产的需要,以Q235碳素结构钢钢管垂直连铸过程为研究对象,对连铸生产过程中所采用的一些工艺参数进行了研究,利用FLUENT软件模拟了空心管坯结晶器内钢水的流场和温度场分布,分析了不同工艺参数对钢水流动的影响。通过对比模拟结果,分析得出了合适的工艺参数,对实际生产具有指导性作用。首先,通过对特大空心管坯连铸工艺的研究,确定了模拟所需的结晶器参数和Q235钢物性参数。并根据建立的计算流程,利用Workbench14.0建立了特大空心管坯结晶器内钢水流经直筒型水口和双孔型水口的流体三维模型,经过网格划分后,利用FLUENT软件模拟了钢水在结晶器内的流场和温度场分布,通过对比分析后选择了双孔型水口,为之后的模拟仿真和优化计算奠定了基础。其次,根据单变量原则,依次改变水口数目、浸入深度、拉坯速度和水口倾角,通过利用F...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有芯上引连铸示意图
- 7-1-空心管坯 2-结晶器 3-金属液 4-中间包图 1-4 无芯上引连铸示意图平连铸工艺过程坯水平连铸主要结构如图 1-5 所示，图中可以看出在中间包的结晶器，使得结晶器的一侧浸入在金属液中，另一侧固定在冷属液的外结晶器表面开孔，制作成浇注水口，金属液经水口流型腔内，由于结晶器的冷却作用铸坯凝固成形，然后在结晶器水平拉出，便可获得空心管坯。
1-金属液 2-结晶器 3-冷却系统 4-空心管坯图 1-5 空心管坯水平连铸示意图的主要内容度和粘度大，铸坯要求精度高等诸多因素，因此于铸坯质量要求不高以及较大壁厚和较大截面尺管为研究对象，基于热力学、流体力学等理论，采用 FLUENT 软件模拟计算结晶器内钢水的流场的影响。研究主要内容包括以下几个方面：器参数设计和确定 Q235 钢的物性参数；流动的数学模型；空心管坯的流体三维模型，并对其进行了网格划分流动的边界类型和边界条件，利用 FLUENT 软件
【参考文献】：
期刊论文
[1]Φ210～310mm管坯连铸长水口保护浇注的工艺实践[J]. 李国丰,贺冰林,王学义,刘义仁. 特殊钢. 2016(06)
[2]空心管材连接设计及其在家具中的应用研究[J]. 张奇,陶毓博,李鹏. 设计艺术研究. 2016(05)
[3]电磁搅拌技术在铜管连铸生产中的应用进展[J]. 张衬新. 有色冶金设计与研究. 2016(02)
[4]特殊钢特厚板结晶器内温度场及流场的数值模拟[J]. 高琦,徐学华,陈平虎,张立华,李毅波,李晓谦. 特种铸造及有色合金. 2015(09)
[5]新型连铸结晶器的设计与加工制造[J]. 周聪达,谭继斗. 山东工业技术. 2015(05)
[6]基于数学模型的管坯连铸过程中电磁搅拌器的参数优化[J]. 吴伟琦. 铸造技术. 2015(02)
[7]Numerical Analysis of Fluctuation Behavior of Steel/Slag Interface in Continuous Casting Mold with Static Magnetic Field[J]. An-yuan DENG,Lin XU,En-gang WANG,Ji-cheng HE. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2014(09)
[8]板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟[J]. 杨静波,李京社,张江山,高向宙,杨树峰. 北京科技大学学报. 2014(S1)
[9]连铸结晶器内钢液流动的研究进展[J]. 唐海燕,李京社,吉传波,梁永昌,吴拓,王建磊. 河南冶金. 2014(02)
[10]连铸结晶器凝固传热模型研究[J]. 徐永斌,李延,郭春光,孙铁汉. 南方金属. 2014(01)
博士论文
[1]连铸坯凝固过程热模拟研究[D]. 仲红刚.上海大学 2013
[2]新型高速连铸结晶器的理论研究与实际应用[D]. 盛义平.燕山大学 2007
[3]空心管坯电磁连铸技术研究[D]. 李丘林.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]重力热管换热器传热分析与数值模拟[D]. 程冉冉.江苏科技大学 2016
[2]钢坯连铸结晶器铜管结构模拟优化设计[D]. 蔡少武.大连理工大学 2010
[3]大方坯连铸温度场数值模拟[D]. 蒋鹏.成都理工大学 2006
本文编号：3585021
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有芯上引连铸示意图
- 7-1-空心管坯 2-结晶器 3-金属液 4-中间包图 1-4 无芯上引连铸示意图平连铸工艺过程坯水平连铸主要结构如图 1-5 所示，图中可以看出在中间包的结晶器，使得结晶器的一侧浸入在金属液中，另一侧固定在冷属液的外结晶器表面开孔，制作成浇注水口，金属液经水口流型腔内，由于结晶器的冷却作用铸坯凝固成形，然后在结晶器水平拉出，便可获得空心管坯。
1-金属液 2-结晶器 3-冷却系统 4-空心管坯图 1-5 空心管坯水平连铸示意图的主要内容度和粘度大，铸坯要求精度高等诸多因素，因此于铸坯质量要求不高以及较大壁厚和较大截面尺管为研究对象，基于热力学、流体力学等理论，采用 FLUENT 软件模拟计算结晶器内钢水的流场的影响。研究主要内容包括以下几个方面：器参数设计和确定 Q235 钢的物性参数；流动的数学模型；空心管坯的流体三维模型，并对其进行了网格划分流动的边界类型和边界条件，利用 FLUENT 软件
【参考文献】：
期刊论文
[1]Φ210～310mm管坯连铸长水口保护浇注的工艺实践[J]. 李国丰,贺冰林,王学义,刘义仁. 特殊钢. 2016(06)
[2]空心管材连接设计及其在家具中的应用研究[J]. 张奇,陶毓博,李鹏. 设计艺术研究. 2016(05)
[3]电磁搅拌技术在铜管连铸生产中的应用进展[J]. 张衬新. 有色冶金设计与研究. 2016(02)
[4]特殊钢特厚板结晶器内温度场及流场的数值模拟[J]. 高琦,徐学华,陈平虎,张立华,李毅波,李晓谦. 特种铸造及有色合金. 2015(09)
[5]新型连铸结晶器的设计与加工制造[J]. 周聪达,谭继斗. 山东工业技术. 2015(05)
[6]基于数学模型的管坯连铸过程中电磁搅拌器的参数优化[J]. 吴伟琦. 铸造技术. 2015(02)
[7]Numerical Analysis of Fluctuation Behavior of Steel/Slag Interface in Continuous Casting Mold with Static Magnetic Field[J]. An-yuan DENG,Lin XU,En-gang WANG,Ji-cheng HE. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2014(09)
[8]板坯连铸结晶器内钢液流动的数值模拟[J]. 杨静波,李京社,张江山,高向宙,杨树峰. 北京科技大学学报. 2014(S1)
[9]连铸结晶器内钢液流动的研究进展[J]. 唐海燕,李京社,吉传波,梁永昌,吴拓,王建磊. 河南冶金. 2014(02)
[10]连铸结晶器凝固传热模型研究[J]. 徐永斌,李延,郭春光,孙铁汉. 南方金属. 2014(01)
博士论文
[1]连铸坯凝固过程热模拟研究[D]. 仲红刚.上海大学 2013
[2]新型高速连铸结晶器的理论研究与实际应用[D]. 盛义平.燕山大学 2007
[3]空心管坯电磁连铸技术研究[D]. 李丘林.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]重力热管换热器传热分析与数值模拟[D]. 程冉冉.江苏科技大学 2016
[2]钢坯连铸结晶器铜管结构模拟优化设计[D]. 蔡少武.大连理工大学 2010
[3]大方坯连铸温度场数值模拟[D]. 蒋鹏.成都理工大学 2006
本文编号：3585021
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