新型圆坯结晶器铜管结构模拟优化设计

材料科学与工艺, 2010, 18(4): 499-503.

新型圆坯结晶器铜管结构模拟优化设计

蔡少武 ^1, , 王同敏 ^2, , 徐军 ^3, , 许菁菁 ^4, , 曹志强 ^5, , 李廷举 ^6,

1.大连理工大学,材料科学与工程学院,辽宁,大连,116024

2.大连理工大学,材料科学与工程学院,辽宁,大连,116024

3.大连理工大学,材料科学与工程学院,辽宁,大连,116024

4.大连理工大学,材料科学与工程学院,辽宁,大连,116024

5.大连理工大学,材料科学与工程学院,辽宁,大连,116024

6.大连理工大学,材料科学与工程学院,辽宁,大连,116024

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50601003;50971032) 辽宁省科技厅高校重点实验室资助项目教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-07-0137)

关键词：凝固收缩 , 凸型花瓣 , 大锥度 , 数值模拟

Design of novel round copper mould tube cavity for continuous casting steels by numerical simulation

为优化设计新型圆坯结晶器铜管结构,提高结晶器寿命和铸坯质量,利用商业有限元软件ANSYSTM建立二维连铸结晶器内钢水凝固传热及弹塑性应力有限元瞬态分析模型,铸坯传热边界采用与气隙相关的热流密度修正函数,建立与温度相关的热物性参数、力学性能和屈服函数,并利用多场间接耦合的方式对不同工况下的4种圆坯在结晶器内的凝固收缩变形过程进行数值模拟.结果表明,钢种和工况条件对铸坯边界凝固收缩过程影响显著,6瓣模型为4种计算模型的最优形状,依据铸坯边界凝固收缩曲线和新型结晶器设计准则,新型结晶器铜管结构设计采用凸型花瓣状内腔和大锥度设计.

参考文献

[1]	康丽,王恩刚,赫冀成.连铸结晶器温度场及热变形的数值模拟[J].材料与冶金学报,2006(03):190-194.
[2]	王宝峰,丁国,赵建伟,张建国.奥氏体不锈钢板坯连铸结晶器锥度的优化[J].特殊钢,2005(02):38-40.
[3]	王硕明,朱立光,刘增勋.方坯高速连铸结晶器锥度优化研究[J].炼钢,2006(03):57-60.
[4]	I. Janik;H. Dyja;S. Berski .Two-dimensional thermomechanical analysis of continuous casting process[J].Journal of Materials Processing Technology,2004(0):578-582.
[5]	王恩刚,赫冀成,杨泽宽,陈海耿.结晶器内连铸坯热弹塑性应力的有限元分析[J].东北大学学报(自然科学版),1998(06):555-557.
[6]	盛义平,孔祥东,杨永利.连铸结晶器传热边界条件研究[J].中国机械工程,2007(13):1615-1618.

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