板坯连铸机结晶器流场数值模拟及结果分析

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1、毕业设计目录摘要2英文摘要3第一章绪论41.1结晶器41.2结晶器内钢液的流动41.3结晶器流场的模拟方法41.4本课题的研究意义、研究内容51.4.1课题意义51.4.2本文的主要工作5第二章文献综述62.1连铸过程概述62.2数值模拟研究现状6第三章结晶器内流场数学模型的建立93.1模拟条件93.2控制方程93.3边界条件的确定9第四章模拟计算方法114.1GAMBIT114.2FLUENT114.3前处理114.4求解114.5后处理11第五章计算结果和分析125.1结晶器内流场基本特征125.2水口倾角对流场的影响125.3水口插入深

2、度对流场的影响135.4拉坯速度对流场的影响14第六章结论15参考文献16致谢17-17-毕业设计板坯连铸机结晶器流场数值模拟及结果分析摘要连铸结晶器过程钢水流动与生产工艺顺序和铸坯质量有密切关系，它不仅涉及到夹杂物分离去除效果和防止保护渣卷入，而且对初生凝固坯壳发育和避免漏钢事故发生具有显著影响。研究结晶器内钢水流动状态对指导连铸生产具有重要意义。对结晶器及浸入式水口的一些结构参数对结晶器内流场的影响规律进行了分析。为避免钢液卷渣现象的发生，同时又有利于夹杂物的上浮，对工艺参数在合理的参数范围内进行优化，得到了较好的结晶器流场，从而达到提高

3、铸坯质量的目的。本论文以薄板坯连铸机为对象，建立了描述结晶器内钢液流动的二维数学模型，在商业软件FLUENT的平台上对板坯连铸结晶器内钢液的流场进行了数值模拟。通过模拟浇铸初期钢液的流动状态，分析了结晶器内流场的基本特征。同时模拟计算了浸入式水口的出口倾角、插入深度以及拉坯速度对钢液流动的影响。关键词：板坯；连铸；结晶器；流场；数值模拟-17-毕业设计AbstractTheprocessesofcontinuouscastingproductionandthequalitiesofslabaregreatlyrelativetotheflui

4、dflowinthemoldofcontinuouscaster,bywhichnotonlytheremovalofinclusionsfrommoltensteelandtheprotectionofengulfmentofcastingpowderbutalsothegrowthofsolidifyingshellandtheavoidanceofbreakoutareinfluencedevidently.Togivesomeguidancetothecontinuouscastingproduction,itisverysignif

5、icanttohaveaclearunderstandingonthefluidflow.TheeffectsofsomestructureparameterofmoldandSENontheflowinmoldareanalyzedinthispaper.Inordertoavoidtheslagengulfingandpromotetheinclusionsfloatingtothesurface,theprocessingparametersareoptimizedinareasonablerange,andthereforeanopt

6、imizedflowfieldcanbeobtainedtoimprovethequalityofslabs.Aimingatthemediumthicknessslabcaster,2Dnumericalmodeldescribingtheflowofliquidsteelinmoldwascarriedout.CommercialsoftwareFLUENTwasusedtosolvethecombinedequationsofturbulentflow.Bysimulatingthepouringinitialstageliquidst

7、eelflowstate,thefluidflowinthemoldwasanalyzed.Simulationresultsshowedtheinfluencesofdifferentportobliquity,deepnessandcastingvelocityetc,ontheflowofslabmold.Keywords:slab;continuouscasting;mold;flow;numericalsimulation-17-毕业设计第一章绪论1.1结晶器结晶器是连铸机设备中最关键的部件，可以称为连铸机的心脏。钢液在结晶器内凝固

8、成所需的断面形状和一定厚度的坯壳。当铸坯拉出结晶器时，结晶器要保证在机械应力和热应力的综合作用下，坯壳不拉漏以及不产生变形和裂纹等缺陷。因此，结晶器的性能对连铸机的