雙輥薄帶鑄軋過程的三維流熱耦合分析.pdf

1、雙輥薄帶鑄軋技術(shù)作為冶金領(lǐng)域的一項(xiàng)前沿技術(shù),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于有色金屬的生產(chǎn)中,但是用此方法生產(chǎn)鋼鐵材料在工業(yè)上還未獲得成功,其主要原因之一是鋼鐵材料的熔點(diǎn)很高,保證鑄軋過程穩(wěn)定的操作參數(shù)范圍很窄,鑄軋過程中鋼鐵材料的傳熱,凝固過程比有色金屬更復(fù)雜,通過幾次實(shí)驗(yàn)很難掌握其成形規(guī)律性的東西。而這些工作都可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬各種工況,從而很方便的得到鑄軋過程中各個(gè)影響因素之間的合理匹配關(guān)系。本文在總結(jié)雙輥薄帶鑄軋技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,并利用大

2、型商業(yè)有限元分析軟件ANSYS對(duì)其鑄軋過程的流熱耦合進(jìn)行了探索性數(shù)值模擬研究,主要包括以下內(nèi)容： 1.在薄帶鑄軋的凝固過程中,傳熱問題是影響流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的重要因素,本文探討了雙輥薄帶鑄軋過程的傳熱機(jī)理和主要的工藝影響因素,建立了廣義條件下的熱傳導(dǎo)方程,并根據(jù)薄帶鑄軋過程中的流變特性,確定了其流態(tài)類型?；趥鳠釋W(xué),有限元的基本理論和方法,通過推導(dǎo)和計(jì)算,建立了笛卡爾坐標(biāo)系下的三維湍流數(shù)學(xué)模型。 2.應(yīng)用ANSYS的flot

3、ran CFD模塊對(duì)雙輥薄帶鑄軋過程中的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了流熱耦合模擬、分析。由于在雙輥薄帶鑄軋過程中,浸入式水口的出口角度和鑄軋速度對(duì)熔池內(nèi)鋼水流動(dòng),凝固的均勻性以及鑄帶的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生重要的影響,所以本文對(duì)其不同的出口角度和鑄軋速度進(jìn)行了對(duì)比分析,為最佳的水口形狀的設(shè)計(jì)和使用提供了理論依據(jù)。 3.應(yīng)用ANSYS的flotran CFD模塊對(duì)雙輥薄帶鑄軋過程中側(cè)封板的傳熱系數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,得到了側(cè)封板處的最佳