工藝參數(shù)及布流系統(tǒng)對薄帶連鑄開澆過程影響模擬研究.pdf

1、雙輥薄帶連鑄技術是將鋼液直接注入由兩個鑄軋輥(冷卻輥)及兩側的側封板組成的金屬熔池直接生產薄帶坯的成形技術。與傳統(tǒng)工藝相比，它不但投資少、流程短而且能耗低，更能適應綠色經(jīng)濟的要求。但是由于在薄帶生產過程中，傳熱和凝固是在極短的時間內完成的，導致影響薄帶質量的因素較多，因此工藝控制難度較大。
　　本文通過數(shù)值模擬的方法，采用ProCAST軟件對雙輥薄帶連鑄的開澆過程進行了研究。雙輥薄帶連鑄模型分別采用了兩側型浸入式水口和楔形布流系統(tǒng)

2、兩種布流裝置，并針對60m/min、80m/min、100m/min三種拉速和40℃、50℃、60℃三種過熱度，采用全排列的方法，模擬了不同工藝參數(shù)組合對雙輥薄帶連鑄開澆過程中金屬熔池內鋼液的流動情況、熔池溫度分布及凝固過程的影響研究。研究結果表明：
　　1、拉速變化對開澆過程的影響：
　　(1)采用兩側型浸入式水口時，隨著拉速的增加，金屬熔池內鋼液的運動趨勢大體相同，但熔池內鋼液的速度增加且沿側封板向上運動的鋼液沖擊高度明

3、顯增加，當拉速大于60m/min時，自由液面及側封板附近的湍動能明顯增加。
　　(2)采用帶抑湍板的楔形布流系統(tǒng)時，金屬熔池內的流場分布較為復雜，內部形成小的渦旋較多但自由液面及側封板處的湍動能較小。隨著拉速的增加，金屬熔池內的流場沒有明顯變化而自由液面和側封板處的湍動能隨之增大，但湍動能大小約為采用兩側型浸入式水口時的十分之一。
　　2、過熱度變化對開澆過程的影響：
　　(1)采用兩側型浸入式水口時，隨著過熱度的增加

4、熔池內鋼液溫度隨之升高且高溫區(qū)域的面積逐漸增大。鋼液在熔池底部開始凝固且呈現(xiàn)出由冷卻輥輥面向熔池中部、由熔池底部向熔池上部逐漸凝固的趨勢，在對比中可以發(fā)現(xiàn)隨著過熱度的增加凝固坯殼厚度減小。
　　(2)采用帶抑湍板的楔形布流系統(tǒng)時，熔池內沿帶寬方向上Y-Z中心截面及冷卻輥輥面溫度分布較為均勻，沒有出現(xiàn)明顯的高溫區(qū)，而且鋼液經(jīng)輥面流向熔池底部時溫度逐漸降低容易形成均勻的坯殼。隨著過熱度的增加，坯殼厚度逐漸減小且變化范圍很小。