方坯連鑄過程溫度場仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,目前我國鋼鐵冶金行業(yè)的主要任務已經變?yōu)榕μ岣弋a品的市場競爭力,大力開發(fā)高品質鋼材[1],要生產出高質量的鋼材,就必須對鋼的連鑄過程進行合理控制,特別是要對鑄坯的冷卻過程進行有效控制,因此有必要對鑄坯的溫度場進行定量分析。
　　 本文描述的方坯連鑄過程溫度場仿真系統(tǒng)把鑄坯冷卻過程中溫度場的求解作為重中之重,首先對連鑄坯冷卻過程中的傳熱影響因素進行了分析,然后利用能量守恒法及傅立葉傳熱定律對鑄坯凝固傳熱

2、的偏微分方程進行了推導,在對方程的初始條件和邊界條件進行討論后確定出本文采取的解決方法。對于方程中需要帶入的熱物性參數,也進行了必要的設定。建立鑄坯凝固傳熱模型以后,用交替方向隱式差分法(ADI)對模型求解?？偟乃枷胧?在恒定拉速下,選取鑄坯的一個切片,通過模擬這個切片從結晶器彎月面到空冷區(qū)的溫度場的變化過程,來得到整個鑄坯溫度場的分布。此外,對于模型的求解結果進行了驗證。以寶鋼某廠生產的斷面為160mm×160mm的某型號高碳鋼的數據

3、為例,帶入模型計算,并根據計算結果利用Matlab繪制出關鍵工位的溫度場分布圖,計算結果表明模型計算帶來的誤差在實用精度的要求范圍之內。
　　 本文與其它文獻中的傳熱模型相比,最大的區(qū)別在于采用ADI算法求解傳熱模型的同時將內弧、外弧和側面的邊界熱流密度分別設置,這樣做的好處是使邊界條件更貼近實際情況,可以模擬鑄坯內弧、外弧、側面的熱流密度各不相同的情況下鑄坯的傳熱情況。另外,分別設置三個面的熱流密度函數,不僅可以使模型應用于方