1、作為連鑄機(jī)的重要部件，結(jié)晶器內(nèi)均勻穩(wěn)定的傳熱條件，是保障鑄機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行、高效生產(chǎn)的前提。研究發(fā)生在結(jié)晶器內(nèi)的傳熱與力學(xué)行為，對(duì)鋼液的初期凝固行為進(jìn)行控制，對(duì)于穩(wěn)定和提高連鑄坯質(zhì)量具有重要作用。
　　為了掌握寬厚板結(jié)晶器傳熱過(guò)程的相關(guān)規(guī)律和特征，針對(duì)連鑄寬厚板坯生產(chǎn)過(guò)程，探討結(jié)晶器熱流的影響因素與控制途徑，對(duì)該鑄機(jī)累計(jì)一年的澆鑄數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和記錄，分別討論拉速、過(guò)熱度、進(jìn)水溫度等因素對(duì)結(jié)晶器熱流的影響。結(jié)果表明，結(jié)晶器熱流隨拉速的升高

2、而上升，但在拉速提高至1.05m·min以上時(shí)熱流不再增大，碳含量在0.13％時(shí)的結(jié)晶器熱流最低，需要合理設(shè)計(jì)結(jié)晶器一冷工藝和保護(hù)渣，形成緩冷以防止縱裂和其他缺陷。
　　以國(guó)內(nèi)某鋼廠板坯連鑄結(jié)晶器為研究對(duì)象，基于結(jié)晶器銅板溫度檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)建立結(jié)晶器/鑄坯傳熱凝固反問(wèn)題模型，利用實(shí)測(cè)溫度反算結(jié)晶器/鑄坯熱流密度。以此為基礎(chǔ)，建立基于ANSYS的結(jié)晶器有限元計(jì)算模型，模型中細(xì)致考慮水槽、鍍層對(duì)結(jié)晶器傳熱的影響，結(jié)晶器熱面與

3、鑄坯之間以反算熱流密度作為邊界條件，利用二維切片移動(dòng)方法計(jì)算結(jié)晶器溫度場(chǎng)。結(jié)果顯示，ANSYS模擬結(jié)果與反算程序所得結(jié)果一致，印證了傳熱反問(wèn)題模型的可靠性。當(dāng)鑄坯出現(xiàn)縱裂時(shí)，結(jié)晶器寬面方向溫度波動(dòng)明顯，相反，在無(wú)縱裂的正常工況下，結(jié)晶器溫度相對(duì)均勻，無(wú)顯著波動(dòng)。從熱面到冷面，銅板溫度分布基本為一簇平行的等溫線，在冷卻水槽區(qū)域銅板溫度曲線呈弓形，深水槽根部溫度比淺水槽根部溫度高10℃左右。
　　利用ANSYS建立鑄坯凝固過(guò)程的二維瞬

4、態(tài)模型，以拉坯速度為切片移動(dòng)速度，模擬鑄坯從彎月面到結(jié)晶器出口的凝固和應(yīng)力狀態(tài)。計(jì)算時(shí)將溫度場(chǎng)模擬的結(jié)果作為體載荷，考慮鋼水靜壓力對(duì)鑄坯應(yīng)力分布的影響，利用間接耦合方法計(jì)算鑄坯的應(yīng)力分布。結(jié)果顯示:出現(xiàn)縱裂時(shí)，鑄坯在距彎月面相同距離高度處的溫度分布波動(dòng)明顯，而正常工況下鑄坯在距離彎月面相同距離高度處溫度分布則相對(duì)均勻。鑄坯實(shí)際發(fā)生縱裂紋的位置，處于坯殼溫度和厚度過(guò)渡急劇的區(qū)域，根據(jù)縱裂紋判據(jù)，坯殼凝固較快的區(qū)域?qū)χ車鳉ぎa(chǎn)生拉應(yīng)力，同時(shí)