電渣重熔與圓坯連鑄的數(shù)值模擬.pdf

1、本文包括兩部分，第一部分是電渣重熔過程中傳熱及凝固組織的數(shù)值模擬，第二部分是圓坯連鑄過程溫度場、流場及凝固組織的數(shù)值模擬。
　　本文第一部分以電渣重熔(ESR)凝固過程為研究對(duì)象，應(yīng)用ProCAST軟件模擬鋼錠重新凝固過程溫度場及鋼錠凝固組織的生長情況。電渣重熔開始階段，主要散熱來自底部水冷的強(qiáng)制對(duì)流，軸向傳熱大。隨著渣池內(nèi)的液滴不斷滴下，熔池不斷上升，結(jié)晶器側(cè)面的徑向傳熱比例增大，此時(shí)，熔池的深度加深。但當(dāng)熔池深度達(dá)到某一高度時(shí)

2、，熔池形狀隨時(shí)間變化不大。底部先產(chǎn)生細(xì)晶組織，而后形成豎直方向發(fā)展的柱狀晶區(qū)域，接著產(chǎn)生了一個(gè)倒V字形的柱狀晶區(qū)域。隨著渣溫的提高，熔池變得深且寬;隨著側(cè)壁換熱系數(shù)的增大，熔池深度變淺;隨著重熔速度的減小，熔池深度也逐漸變淺;較低的渣池溫度、較大的對(duì)流換熱系數(shù)有利于等軸晶形成，而重熔速度對(duì)凝固組織的影響不大。
　　本文第二部分對(duì)圓坯連鑄過程進(jìn)行一定簡化，而后建立近似的數(shù)學(xué)物理模型，研究了結(jié)晶器內(nèi)流動(dòng)、傳熱及連鑄圓坯的凝固組織，并討

3、論了拉坯速度對(duì)結(jié)果的影響。單孔直簡式浸入式水口鋼液豎直向下注入，注流速度逐漸減小?？拷行牡匿撘菏冀K向下運(yùn)動(dòng)直至最大沖擊深度處，而遠(yuǎn)離中心的鋼液運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生偏移，與結(jié)晶器壁接觸產(chǎn)生了向上的速度，在結(jié)晶器壁處便形成了渦流。由于直筒式?jīng)]有側(cè)孔，因此回流區(qū)渦心位置遠(yuǎn)離自由液面，并且自由液面處的流速相對(duì)較小，新鮮鋼液不能及時(shí)地流經(jīng)液面，造成了液面溫度變化較大。同時(shí)在圓坯連鑄過程中，鑄坯從表層到中心，經(jīng)歷了細(xì)小等軸晶帶、柱狀晶帶和中心等軸晶帶三