硅鋼薄帶雙輥鑄軋過(guò)程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、雙輥薄帶連鑄技術(shù)是當(dāng)今一項(xiàng)非常前沿且極具潛力和研究?jī)r(jià)值的技術(shù)。它是指熔融的金屬液經(jīng)布流系統(tǒng)流入由兩個(gè)逆向旋轉(zhuǎn)的軋輥和兩個(gè)側(cè)封板組成的結(jié)晶器中，在較短的時(shí)間里在結(jié)晶輥的軋制作用下直接生產(chǎn)出薄板帶的技術(shù)。與傳統(tǒng)的鋼坯生產(chǎn)過(guò)程相比，它具有產(chǎn)能高、投資小、耗能小等優(yōu)點(diǎn)。然而雙輥薄帶連鑄坯表面常易產(chǎn)生影響產(chǎn)品質(zhì)量的裂紋，這是由于不合理的工藝參數(shù)及布流系統(tǒng)對(duì)軋輥間金屬熔體的流動(dòng)、傳熱和凝固過(guò)程的影響造成的。通過(guò)數(shù)值模擬的方法可以研究不同的工藝參數(shù)和

2、布流系統(tǒng)情況下雙輥薄帶連鑄過(guò)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇提供相關(guān)的理論指導(dǎo)。
　　本論文建立了描述雙輥薄帶連鑄過(guò)程的三維流熱耦合模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的可靠性，利用該模型對(duì)不同工藝參數(shù)和布流系統(tǒng)下的連鑄過(guò)程進(jìn)行分析研究。其中，輥速分別選用0.5 m/s、1.0 m/s、1.5 m/s，澆注溫度分別為1780 K、1800 K、1820 K，水口浸入深度為35 mm、45 mm和55mm，水口角度分別為10°、20°和30°。利用控制

3、變量法分別研究各個(gè)參數(shù)對(duì)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、液面波動(dòng)及側(cè)封板處沖擊情況的影響。
　　計(jì)算結(jié)果表明，不同工藝參數(shù)或布流系統(tǒng)對(duì)熔池內(nèi)部流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、液面波動(dòng)和對(duì)側(cè)封板的沖擊都有一定的影響。熔池內(nèi)部通常會(huì)形成兩處對(duì)流，這不僅可以提高熔體熱傳導(dǎo)的效率，有助于提高熔體成分和溫度的均勻性，還有助于枝晶的熔斷，起到細(xì)化晶粒的作用，同時(shí)也會(huì)減少偏析現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而提高鑄坯質(zhì)量。出口處帶坯的溫度隨著輥速的增加和澆注溫度的升高而升高，凝固點(diǎn)位置也隨之下降。

4、輥速和澆注溫度過(guò)高時(shí)，薄帶坯在出口處還未完全凝固易發(fā)生漏液;輥速和澆注溫度過(guò)低時(shí)，薄帶坯凝固點(diǎn)位置距離出口較遠(yuǎn)易產(chǎn)生裂紋。輥速對(duì)于液面波動(dòng)和對(duì)側(cè)封板的沖擊影響較大，而澆注溫度僅對(duì)側(cè)封板的沖擊有影響，對(duì)液面波動(dòng)影響較小。出口處薄帶坯的溫度隨著水口浸入深度的增加而減小，而水口角度對(duì)溫度場(chǎng)的影響較小。液面波動(dòng)情況、回流的位置和對(duì)側(cè)封板的沖擊的位置均隨著浸入深度和水口角度的變化而變化。通過(guò)對(duì)不同情況下溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、液面波動(dòng)和對(duì)側(cè)封板沖擊情況的計(jì)