三维MiLE算法模型模拟连铸结晶器内的板坯凝固过程

建立了热流力耦合的三维非稳态有限元模型,对结晶器内钢水凝固过程中的传热、流动和变形情况进行了模拟。以尺寸为1.2mm×0.2m的Q235B板坯为研究对象,利用Procast软件的二次开发,求解出了结晶器区域内的温度场、流场和应变分布。计算结果表明,铸坯收缩量在不同方向上存在不同的分布状态。考虑气隙产生对传热的影响时,结晶器出口铸坯表面平均温度由1120.5℃增加到1289.7℃,坯壳厚度由16.1mm减少到14.2mm。

中碳钢方坯连铸结晶器内凝固坯壳的热-力耦合数学模拟

利用ProCast模拟软件计算了45钢的热物性参数,利用MILE算法对45钢小方坯结晶器内温度场和应力场进行了动态模拟。结果表明铸坯表面温度沿拉坯方向逐渐降低,凝固层温度由凝固前沿向铸坯表面降低。铸坯表面应力在结晶器内不断增大,由于凝固收缩铸坯与结晶器间产生气隙。在同一位置不同时刻铸坯表面温度、应力存在差异,但温度和应力的最大值出现在角部,出结晶器口处,角部温度为1 065℃,应力为26.6 MPa。

电子束冷床炉熔铸超长超薄钛扁锭表面缺陷分析

电子束冷床炉熔铸出的超长超薄(8000 mm×210 mm)钛扁锭表面常出现有冷隔和瘤疤等缺陷,导致在后续热轧制过程中出现钛带卷表面质量差等问题。由于扁锭熔炼过程中,前端固液界面的演化直接影响着结晶器与扁锭接触的界面形式,从而影响了扁锭的凝固组织特征和表面质量。采用MiLE非稳态算法研究扁锭的固液界面形貌,从机理上分析扁锭表面缺陷产生的原因。结果表明,当结晶器边缘能量输入较高时,在扁锭与结晶器接触的界面存在一定的溶液,由于形成较大的弯月面曲率,后续溶液难以溢出表面,可较大程度降低结疤的可能。经过试验验证,选取浇注温度为2123 K进行熔铸,在靠近结晶器部分附加合理的输入能量,可以稳定生产出表面质量良好的超长超薄TA1钛扁锭。