電渣重熔與圓坯連鑄的數值模擬.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值模擬。
　　本文第一部分以電渣重熔(ESR)凝固過程為研究對象，應用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制對流，軸向傳熱大。隨著渣池內的液滴不斷滴下，熔池不斷上升，結晶器側面的徑向傳熱比例增大，此時，熔池的深度加深。但當熔池深度達到某一高度時

2、，熔池形狀隨時間變化不大。底部先產生細晶組織，而后形成豎直方向發(fā)展的柱狀晶區(qū)域，接著產生了一個倒V字形的柱狀晶區(qū)域。隨著渣溫的提高，熔池變得深且寬;隨著側壁換熱系數的增大，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、較大的對流換熱系數有利于等軸晶形成，而重熔速度對凝固組織的影響不大。
　　本文第二部分對圓坯連鑄過程進行一定簡化，而后建立近似的數學物理模型，研究了結晶器內流動、傳熱及連鑄圓坯的凝固組織，并討

3、論了拉坯速度對結果的影響。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向下運動直至最大沖擊深度處，而遠離中心的鋼液運動過程中發(fā)生偏移，與結晶器壁接觸產生了向上的速度，在結晶器壁處便形成了渦流。由于直筒式沒有側孔，因此回流區(qū)渦心位置遠離自由液面，并且自由液面處的流速相對較小，新鮮鋼液不能及時地流經液面，造成了液面溫度變化較大。同時在圓坯連鑄過程中，鑄坯從表層到中心，經歷了細小等軸晶帶、柱狀晶帶和中心等軸晶帶三