基于双温度场耦合的铜板坯水平连铸过程有限元模拟

作者:刘劲松; 张良利; 王松伟; 孔凡亚; 刘羽飞; 张旺
来源:铸造技术, 2022, 43(07): 511-518.
DOI:10.16410/j.issn1000-8365.2022.07.006

摘要

以铜合金板坯水平连铸过程为研究对象,利用有限元软件建立了板坯连铸结晶器的三维稳态模型,对结晶器内铜液凝固降温和冷却水升温进行“双温度场”同步耦合模拟计算,分析了结晶器结构中冷却水温度场、速度场等分布规律及其与铜液凝固过程之间的内在联系。结果表明,当铸造温度为1 170℃,进水温度为28℃时,铜套壁面与石墨板壁面温度场整体均以“双涡”形式分布,平均温度分别为179.68、340.88℃;当铜套的进口水压分别为0.4、0.5、0.6 MPa时,与之对应的铸坯凝固时间分别为27.82、13.76和9.76 s,即凝固速率加快,芯部的冷却强度加大,结晶线的弯曲弧度减小;当出口水压增大时,铸坯边部的温降减缓,冷却强度降低,结晶线的弯曲弧度也随之减小。

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