一、弯月面附近钢水流速对板坯表面质量的影响（论文文献综述）
杨宝,张慧,王明林,王学兵,刘斌,刘帅[1]（2021）在《连铸板坯电磁搅拌技术的发展现状及讨论》文中提出简述了连铸板坯电磁搅拌技术的发展过程和现存问题,重点阐述了连铸板坯生产过程中结晶器内和二冷区电磁搅拌的工作原理和技术特点,对电磁搅拌器的安装位置进行了归纳,同时总结了板坯结晶器电磁搅拌和二冷区电磁搅拌的研究现状,探究了影响板坯电磁搅拌效果的因素及其主次关系,归纳了用于二冷区电磁搅拌支撑辊的作用及需继续探究的方向,分析了板坯电磁搅拌技术对铸坯内元素分布和等轴晶区间隙率的影响,为以后的板坯电磁搅拌研究者提供参考。
姚慎[2]（2021）在《结晶器流场对Φ150连铸圆坯质量影响研究》文中研究说明无缝钢管经常被广泛应用于地质勘察、石油化工、锅炉、结构零部件等各个方面,因此,无缝钢管的质量也越来越多地受到人们的关注和重视,生产无缝钢管的连铸圆坯质量在很大程度上就是直接决定了无缝钢管的质量。本文针对某钢厂生产无缝钢管过程中出现的鼓包、分层等缺陷,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等分析无缝钢管和连铸坯缺陷的宏观形貌、微观组织及成分组成;通过数值模拟探究了拉坯速度、浸入式水口的浸入深度以及浸入式水口的内径的变化对结晶器流场分布规律的影响,研究了过热度和拉坯速度对结晶器凝固的影响;通过物理模拟分析了拉坯速度、水口浸入深度以及水口内径对结晶器流场的影响。通过对无缝钢管缺陷的形貌、组织以及成分分析,明确了钢管缺陷的成因,推断出钢管中的鼓包缺陷可能是由于铸坯存在缩孔和疏松,分层缺陷是由于铸坯中有非金属夹杂物。通过对铸坯分析,发现铸坯中组织正常,为铁素体和珠光体,无异常现象,发现铸坯中有夹杂物和缩孔,夹杂物尺寸较小,大约在1μm左右,成分复杂,为Mg O、Al2O3、K2O和Na2O的复合夹杂物,来源于结晶器保护渣;缩孔比较多尺寸最大为100μm,缩孔附近的元素正常,缩孔里面的元素为C和O,是由于C和O元素的偏析导致出现缩孔。通过对结晶器进行数值模拟分析,发现钢液的流动在结晶器内形成上下两个回旋区,拉速每增加0.1m/min,冲击深度平均增加3mm,湍动能强度和范围增加;水口浸入深度每增加20mm,冲击深度增加19mm,湍流区下移;水口内径每增加5mm,钢液冲击深度减小7mm,湍流区随之上移,湍流强度减小;当拉坯速度、水口浸入深度以及水口内径不变时,过热度每升高5℃,结晶器出口处的坯壳厚度就减少0.2mm,结晶器出口的温度平均升高4℃,凝固终点向后移动0.1m;拉速每升高0.1m/min,结晶器出口处的坯壳厚度就减少0.5mm,结晶器出口的温度平均升高19℃,凝固终点向后移动0.85m。通过对结晶器进行物理模拟,发现拉速为2.1m/min、2.3m/min时结晶器内钢液流速较慢,流动死区多,拉速为2.5m/min和2.7m/min时钢液流速相对均匀;随浸入深度的增加,钢液自由液面的流速明显减小,涡流回旋区偏下,流动死区靠近结晶器内钢液的表面;随着水口内径的增大钢液的速度明显降低,流动死区增多,流速不到0.1m/min。这和数值模拟结晶器流场的基本规律是一致的,也进一步验证了数值模拟的正确性。通过检测分析、数值模拟以及物理模拟的手段,探究了无缝钢管鼓包、分层缺陷产生原因以及分析了不同工艺参数对结晶器流场及温度场的影响规律,对此钢厂无缝钢管缺陷的消除及结晶器的参数优化提供了理论指导,对减少管材缺陷率有着一定的帮助。
肖红[3]（2021）在《连铸电磁冶金控制新技术及其应用研究》文中指出电磁冶金技术日益广泛地应用于钢铁冶金领域,尤其是连铸生产过程中的产品质量控制。电磁冶金利用电磁场的力效应及热效应调控连铸过程钢液的温度分布与流动形态,对保障生产顺行、改善浇铸条件和铸坯质量均具有重要作用。开发应用新兴电磁冶金技术用于高品质钢或高端特殊钢生产具有很强的跨学科性和技术难度。其中,中间包感应加热和板坯多模式电磁控流技术等是近年的热点。鉴于电磁焦耳热和搅拌力作用下的连铸过程流动、传热、传质、凝固等多种物理现象与铸坯质量密切相关,本文针对自主开发连铸电磁冶金新技术及其实际应用需要,采用物理模拟、数值模拟及相关工业试验相结合的方法对此进行了深入的研究。首先,针对特殊钢生产常用的多流中间包恒温恒拉速与多流一致性控制难题,基于物理模拟和电磁流体动力学研究,提出了一种分口通道结构的感应加热中间包。基于对其流动和传热行为的系统研究,揭示了物理模拟对感应加热中间包设计和优化的重要意义;通过对比研究开启和不开启感应加热等不同工况下中间包流动和传热差异,提出合理的控制策略,实现了中间包感应加热技术在6机6流中间包上的成功应用。本研究不仅有效地改善了各流钢水停留时间分布（RTD）曲线的一致性,并将连浇过程流间温差控制在2～3℃度以内,同时也丰富了中间包冶金学的内涵。针对板坯连铸结晶器流场控制难题,为了改善浇铸过程不同工况下结晶器内流场的合理性、有效控制板坯皮下洁净度,创新提出了一种结晶器多模式电磁控流技术。即在高拉速工况下对注流实施电磁减速、中低拉速下在结晶器内实施电磁搅拌,实现流场的有效控制。通过建立磁流体力学耦合模型对这两种模式下钢液的流动与凝固行为进行了研究,并通过自主设计的电磁力测量装置验证了计算模型的可靠性。结果表明,不论是电磁减速还是电磁搅拌模式,磁感应强度均主要集中在坯壳表面附近,内部中心处的磁感应强度相对较小。其中,电磁搅拌模式下铸坯中心磁感应强度接近为零,而电磁减速模式下铸坯中心处磁感应强度在100Gs范围内。电磁减速的电磁力方向均指向浸入式水口中心,而电磁搅拌的电磁力在水口左右两侧对称分布,内外弧侧呈反对称分布。通过建立板坯表面质量综合评级方法,以IF钢板坯连铸为例,提出了其不同浇铸断面的适宜电磁控流参数。比如,对拉速为1.86 m·min-1、断面为1000 mm×230 mm的板坯连铸,其适宜的减速电流为200 A;而对拉速0.84 m·min-1、断面2150 mm×230 mm的板坯,其适宜搅拌电流为400A。在某钢厂2150mm×230mm断面板坯连铸上实际应用表明,不论是结晶器液面波动还是铸坯中夹杂物和皮下气泡缺陷,结晶器多模式搅拌的控制效果均十分突出。连铸二冷区流动与温度的控制对于改善铸坯的铸态组织形貌至关重要,板坯二冷区电磁冶金控制技术研究同样是当前的薄弱环节。基于电磁冶金原理及其控制方程,采用沿铸流的分段计算方法进一步研究了不同搅拌模式（辊式、箱式）下板坯二冷区凝固前沿的流动与传热特性。结果表明,辊式电磁搅拌模式的行波磁场最大电磁推力位于板坯窄面起始侧。随着电磁辊的对辊数增加,电磁力对铸坯内部钢液的有效搅拌区域增大,而凝固前沿钢液流速先增大后减小。因磁路设计与安装方式差异,辊式搅拌磁感应强度在板坯内外弧侧呈对称分布,而在箱式搅拌模式下则呈不对称分布。箱式电磁搅拌的有效作用区域较辊式电磁搅拌大,铸坯中心钢液过热耗散区域也相对较大,但辊式搅拌推动钢液冲刷凝固前沿形核作用则明显大于箱式搅拌。在相同搅拌功率和频率（400 kW,7 Hz）下,箱式和2对电磁辊的辊式搅拌器运行电流分别为425A和500 A,后者搅拌力更大。在铁素体不锈钢板坯连铸中的应用表明,二冷区箱式电磁搅拌作用下其铸坯等轴晶率约为50%,而间隔布置的辊式反向搅拌器作用下其等轴晶率可高达67%,两者均满足了该钢种板坯等轴晶率大于45%的门槛值需要。
周海忱[4]（2021）在《板坯连铸结晶器内气液两相流动现象研究》文中研究说明本文针对板坯连铸结晶器内的气液两相流动现象进行了研究。首先,通过物理模拟对结晶器水模型中空气泡的尺寸分布、气液两相流动特征和临界卷渣参数进行了测量;其次,用工业试验和数值模拟相结合的方法,分析了结晶器上表面的钢液流速、液位波动和流场流态的变化规律;最后,开发了结晶器内钢液流场流态在线预报软件。采用1:2的水模型研究了结晶器内气泡运动和流体流动现象。采用高速摄像机研究了不同浇铸参数对气泡尺寸分布的影响。在1300 mm × 230 mm断面条件下,随着拉速从0.63 m/min增大至1.05 m/min,气泡平均直径由3.31 mm减小至2.82 mm;随着吹气流量从1.11 NL/min增加至2.58 NL/min,气泡平均直径由2.24 mm增加至3.55 mm;随着水口浸入深度从60 mm增加至90 mm,气泡平均直径由3.24 mm减小至2.54 mm。利用粒子图像测速技术（PIV）测量了结晶器水模型内气液两相流动的湍流特征。湍动能及其耗散速率在射流区以及下环流区靠近窄面的位置较大;水口两侧的涡度呈对称分布,且方向相反。通过水模型实验得到了连铸坯不同宽度条件下发生卷渣的临界拉速和临界吹气流量。采用插钉板工业试验对浇铸参数进行了优化研究,得到了连铸坯不同宽度条件下结晶器流场流态发生转变的水口入口含气率（αG,%）和通钢量（Wsteel,ton/min）之间的临界关系式:双环流向复杂流过渡的临界关系式为αG=5.97WSteel-1.77;复杂流向单环流过渡的临界关系式为αG=5.1 WSteel+8.9。通过气液两相三维流动数值模拟分析了浇铸参数对结晶器内钢液流动和气泡分布的影响。采用单一气泡尺寸的双流体模型研究了浇铸参数对结晶器内钢液流场流态的影响。随着拉速增加,结晶器内钢液的流场流态趋向于从单环流向复杂流、双环流转变;随着吹氩流量增加,流场流态趋向于从双环流向复杂流、单环流转变。通过欧拉双流体模型耦合多尺寸组群模型,揭示了不同浇铸参数条件下结晶器钢液内氩气泡分布和尺寸变化规律。随着拉速增加,从水口到结晶器窄面方向气泡尺寸减小;随着吹氩流量增加,气泡尺寸增加。为了指导实际生产,开发了在线预报结晶器内钢液流场流态以及最优浇铸参数的用户可视化界面软件。
仇德金[5]（2021）在《小方坯高拉速结晶器流场和温度场模拟研究》文中研究表明随着连铸技术高效化、大型化的发展,无头轧制技术是未来连铸技术的发展趋势,而高速连铸正是实现无头轧制的重要前提,当前国内外对于方坯高拉速连铸过程的研究还较少。连铸结晶器内钢液流场和温度场的分布是关乎整个连铸工艺顺行和铸坯质量优劣的关键环节,因此,关于方坯高速连铸结晶器流场和温度场的研究具有重要意义。本文以160 mm×160 mm方坯连铸结晶器1/4模型为研究对象,利用ANSYS Fluent模拟软件研究高拉速连铸过程中不同工艺参数和冷却制度对小方坯连铸结晶器流场和温度场的影响。在流场模拟研究中,通过分析对称面钢液流动形式、射流冲击深度、回旋区涡心位置、液面流速和液面波动等内容,对比研究了不同浸入式水口（SEN）引起的流场变化,并分别优化出适配高拉速连铸（3.5～5.0 m/min）和超高拉速连铸（5.5～7.0 m/min）的最佳SEN参数;在温度场研究中,对优化后的连铸结晶器进行温度场模拟,通过分析对称面温度分布、液面温度分布和结晶器出口坯壳厚度等研究内容,对比了不同热流密度和过热度对结晶器温度分布的影响,优化得到最佳冷却制度。流场模拟研究表明,结晶器内的钢液流动形式为单股流动（single-roll flow,SRF）,不随连铸参数的改变而改变。增大拉速会引起结晶器通钢量大幅增加,受此影响,自由液面变得愈加活跃,射流冲击深度和回旋区涡心位置发生小幅下移;SEN内径从40 mm扩大至50 mm后,射流初速度明显减小,钢液流场活跃度降低,液面波动逐渐趋于平缓,但会导致流股冲击深度变深和回旋区上移;增加SEN插入深度会引起流场整体下移,钢液回流到达自由液面的时间变长,自由液面钢液流速大幅减小。在高拉速连铸中,SEN内径为40 mm,插入深度为80 mm时,结晶器内的流场最合理,此条件下流股冲击深度为351～367 mm,液面最大流速为6.85×10-2 m/s,液面波动为1.16～2.54 mm;在超高拉速连铸中,SEN内径为50 mm,插入深度为80 mm时,结晶器内的流场最合理,此条件下流股冲击深度为336～341mm,液面最大流速为7.50×10-2 m/s,液面波动为1.68～2.54 mm。温度场模拟研究表明,随着热流密度的增大,钢液温度下降速率加快,自由液面温度梯度减小,出结晶器的凝固坯壳厚度增厚;而钢液过热度升高则会使得结晶器内钢液温度均匀性变差,并且角部位置受二维传热作用更加明显,出结晶器的凝固坯壳厚度也会变薄。当结晶器热流密度为4000 k W/m2,钢液过热度为10℃时,高拉速连铸过程中的结晶器温度场最合理,此时的钢液温度为1765 K,出结晶器的坯壳厚度为10.31 mm;超高拉速连铸过程中,结晶器热流密度为5000 k W/m2,钢液过热度为10℃时,结晶器温度场最合理,该工况下的钢液温度为1765 K,出结晶器的坯壳厚度为8.61 mm。
陈威[6]（2021）在《连铸过程钢液多相流动、传热、凝固及夹杂物捕获的大涡模拟研究》文中研究说明本研究首先通过耦合大涡模拟湍流模型、VOF多相流模型、离散相模型建立三维数学模型,对结晶器水模型和实际板坯连铸结晶器内多相流场及气泡分布进行了研究。通过用户自定义子程序计算了净卷渣速率、不同位置卷渣发生概率以及卷入渣滴直径分布规律,为后续卷渣类夹杂物分布预测提供了初始条件。通过对比预测值与粒子图像测速仪（PIV）测量值得出曳力系数采用Kolve模型[1],升力系数采用Tomiyama模型[2],虚拟质量力系数采用0.5,并且考虑压力梯度力和壁面润滑力的影响时能够较为准确地预测结晶器内多相流及气泡分布。气泡受浮力及曳力的影响最大,在湍流运动剧烈区域所受曳力、升力、压力梯度力、虚拟质量力大小基本相等;而在上浮过程中升力、压力梯度力、虚拟质量力的大小则会减小至阻力和浮力的1%-10%。小尺寸气泡可以忽略升力的影响,而当气泡直径增大至0.5 mm以上时需要考虑各个相间作用力的影响。断面1000 mm×230 mm、拉速1.8 m/min、水口浸入深度150mm以及吹氩流量6NL/min下结晶器内流态为典型的双环流流态。该流态下液位波动大小从窄面到水口方向逐渐降低,且通过初始钢渣界面以下0.13 m处的净卷渣速率为0.05376 kg/s;目前双环流流态下卷渣主要发生在结晶器宽度1/4处及水口和宽面之间区域,主要为剪切卷渣和旋涡卷渣。绝大部分卷入的渣滴平均直径在2-5 mm。拟合得到了不同直径渣滴占比的关系式。液位波动、卷渣速率随着吹氩流量和拉速的增大而增大。其次,通过耦合大涡模拟湍流模型、传热凝固模型、溶质传输模型实现了从弯月面到凝固终点范围内流场、温度、溶质分布以及凝固坯壳厚度分布的预测。结果表明结晶器内传输现象呈现瞬态不对称的周期性变化,出口近窄面处瞬态速度的变化周期约为43 s;不对称的流场造成了温度和溶质浓度分布的不对称及坯壳的不均匀生长,也是造成连铸坯中夹杂物分布不均匀的原因之一;凝固终点三维形貌呈现“W”形,考虑碳、硫传输条件下计算得到的凝固坯壳厚度比忽略这两个元素传输的条件下相对较大,与测量值更加接近。上表面附近冷却速率和凝固速率较大,分别可达35-75 K/s和2.2 mm/s左右,且沿着拉坯方向逐渐降低,出结晶器后基本维持在1-4K/s和0.1 mm/s。一次枝晶间距沿着拉坯方向也相应减小,且最小值在60 μm以上。最后,在全凝固模型的基础上耦合离散相模型及夹杂物在凝固前沿的捕获模型,实现了连铸坯中夹杂物数量、大小和空间位置分布的预测。考虑一次枝晶间距、夹杂物不同受力以及临界捕获速度等因素的改进捕获模型成功消除了简易模型条件下夹杂物的带状分布特征,并预测得到了与自动扫描电镜检测相吻合的分布结果。夹杂物在内弧和外弧表层以及距离内弧和外弧1/4连铸坯厚度处存在明显的聚集。内弧和外弧表层聚集区的形成主要由结晶器内双环流流态造成,双环流流态下夹杂物在上环流区域内与凝固前沿接触几率增大导致捕获率增大。小尺寸夹杂物在距内弧和外弧1/4连铸坯厚度处都易聚集,而大尺寸夹杂物则更容易在距内弧1/4连铸坯厚度处聚集。这与距内、外弧1/4连铸坯厚度处夹杂物所受马兰戈尼力达到峰值相关。马兰戈尼力使得夹杂物被推向凝固前沿的几率增大。此外,由于浮力的作用,夹杂物也更趋向于在内弧侧被捕获。
胡增[7]（2020）在《基于多相耦合的板坯连铸结晶器铜板传热及钢液传输行为研究》文中研究说明结晶器是连铸过程中非常重要的反应器,它的工作状态对连铸机的生产能力和铸坯质量有重要影响。随着计算机技术的更新换代,计算能力大大提高,在冶金领域的数值模拟技术,也更加深入阐明冶金过程的细微变化。本文通过商业软件Fluent结合自编程序对板坯结晶器进行两个方面的数值模拟:首先,对断面为210 mm×1350 mm的弧形板坯连铸结晶器窄面铜板和冷却水温度进行了研究;其次,根据企业现场需要,对断面为300 mm×2000 mm的板坯连铸结晶器内钢液的流场、温度场以及凝固的过程进行了模拟,通过设计的正交数值模拟试验,找到优化后的合适的结晶器浸入深度、水口的开口倾角和拉速等工艺和结构参数。获得了如下结论:1.断面为210 mm×1350 mm的弧形板坯连铸结晶器窄面铜板的最高温度为600 K,最低温度为320 K,最高温度出现在结晶器的角部的中上区域;结晶器的角部区域比中心区域温度相差最大为100 K;2.结晶器铜板内部与冷却水道的接触面温度为320 K～360 K,冷却水的最高温度为340 K;在不同倒角条件下,随着结晶器倒角的增大,结晶器铜板的整体温度越高;结晶器角度的变化对结晶器铜板中心区域的影响较小;3.在不同倒角条件下,倒角为30°时,结晶器铜板冷却水的温度最低为340K;倒角为50°时,结晶器的铜板冷却水的温度最高为354 K;结晶器铜板冷却水的最低温度保持一致,均约为310 K;4.在三个不同水平下制定三因素三水平正交数值模拟试验,综合考虑结晶器的条件,得出最佳的方案为:浸入深度为150 mm、水口的出口倾角为14°、拉速为0.8 m/min。板坯结晶器内凝固坯壳厚度约为18.5 mm,自由液面最大速度约为0.31 m/s,下涡心高度约为0.75 m。
马靓[8]（2020）在《连铸大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化研究》文中研究表明结晶器电磁搅拌可以大幅改善结晶器区域的铸坯缺陷,提高产品质量。因此,对结晶器电磁搅拌器的研究可以更大程度的发挥出其在连铸生产中的作用。本文以某钢厂360mm×300mm连铸大方坯20CrNiMo低碳钢为研究对象,对常规结晶器电磁搅拌器进行结构改进,提出两种新型搅拌器。通过建立三维电磁场模型,利用数值模拟,研究了不同电磁参数（电流强度和电流频率）和搅拌器本体结构（分层旋转角度和铁芯偏斜角度）对连铸结晶器内磁场分布的影响。之后,将电磁力单向耦合到流场和温度场模型,得到了不同电磁参数和搅拌器本体结构下,结晶器内流场和温度场的分布,确定了较为合适的电磁参数和新型搅拌器本体结构。为了更清楚地阐释结晶器电磁搅拌对钢液初始凝固作用的微观机理,对上述大方坯凝固组织进行了数值模拟。研究结果表明:仅改变电磁参数时,三种结晶器电磁搅拌器产生的电磁力随着通入电流强度和电流频率的增大而增大;磁感应强度随着电流强度的增大而增大,但随着电流频率的增大而减小,符合集肤效应。三种搅拌器下弯月面的温度和流速都随着电流强度和电流频率的增加而提高,其中,斜极式搅拌器弯月面的温度最高、波动最大,分层式搅拌器温度最低、波动最小。三种搅拌器下钢液流速都随电流强度和电流频率的增加而增加,其中分层式搅拌器下的结晶器内存在多个回流区,流动最复杂。仅改变搅拌器本体结构时,随着分层旋转角度和铁芯偏斜角度的增加,结晶器内的电磁力和磁感应强度先没有明显变化,随后急剧下降。常规搅拌器和斜极式搅拌器在较低的电磁参数（1Hz/350A）下能够满足搅拌强度。随着分层旋转角度的增加,钢液热区范围先没有明显变化,随后热区范围扩大,温度升高;分层旋转0°和15°的搅拌器,结晶器内钢液流速明显大于分层旋转30°的搅拌器。随着铁芯偏斜角度的增加,钢液热区范围先减小,随后热区范围扩大,温度升高;铁芯偏斜30°的搅拌器,结晶器内流速出现明显下降。综上所述,斜极式结晶器电磁搅拌器搅拌能力最强,在电磁参数为1Hz/350A的情况下,铁芯偏斜15°搅拌器效果最好。铸坯在结晶器内的生长趋势为由铸坯外表面的激冷细晶区向内发展成为粗大的柱状晶,铸坯中心为等轴晶区。随着钢液过热度的增大,中心等轴晶区的范围不断减小,晶粒尺寸不断变大,可以对结晶器内的钢液实施在液相线温度附近的低温浇注来细化晶粒;随着体形核数量的增大,晶粒的数量增加,等轴晶更加细化,有利于提高铸坯的质量。
尹延斌[9]（2020）在《IF钢板坯表层缺陷形成机理的数值模拟研究》文中指出目前,作为汽车板生产主要用钢的IF钢,其表面缺陷仍未得到有效的控制。IF钢在轧制过程中,其表面时常会暴露出Sliver缺陷。有鉴于此,本文对IF钢连铸过程中粒子（大颗粒夹杂物、氩气泡）瞬态运动、捕捉、粒子在连铸坯表层内分布、结晶器内卷渣机理及后续热轧过程中连铸坯表层内大颗粒夹杂物位置演变,展开了 一系列研究。建立了三维钢液瞬态流动、传热、凝固及粒子瞬态运动和捕捉的耦合大涡模拟（LES）模型,模型中氩气泡与钢液实现了双向耦合。研究了结晶器内吹氩与不吹氩两种条件下钢液瞬态流动、夹杂物瞬态运动、捕捉及夹杂物在连铸坯表层中的分布,同时对吹氩条件下连铸坯表层氩气泡分布进行了预测。模型计算结果显示,结晶器吹氩影响了钢液的流动模式,形成了有利于夹杂物上浮的流场。铸坯宽度方向,未考虑吹氩时铸坯边部和宽度中心夹杂物较多。考虑吹氩后,铸坯边部和宽度1/4处夹杂物较多。铸坯厚度方向距内外弧表面30mm内的夹杂物分布基本一致,距内弧表面35mm处开始出现夹杂物聚集带,结晶器吹氩后,距内外弧表面10mm内被捕捉夹杂物变少。铸坯宽度方向边部、1/8部位氩气泡较多,厚度方向氩气泡主要分布在皮下25mm内。通过无水电解和金相显微镜检测实验对连铸坯内大颗粒夹杂物及氩气泡分布进行了测量,模型预测值与实验测量值能够很好吻合,而且实现氩气泡运动与钢液流动双向耦合后,对铸坯内夹杂物分布预测更接近实验检测结果。通过在以上模型基础上耦合EMBr（Flow control mold,FC结晶器）产生的电磁场,研究了 EMBr对钢液瞬态流动、液相穴粒子内瞬态运动及连铸坯表层中粒子分布的影响。计算结果表明,EMBr改变了钢液瞬态流动模式,即有效的对瞬态、不稳定流场产生了制动作用,EMBr能够使弯月面流速保持在合理的范围内。施加EMBr后,液相穴内氩气泡、夹杂物弥散程度低。但EMBr降低了夹杂物的上浮去除率。EMBr降低了铸坯表层夹杂物及氩气泡的含量,不同部位改善程度及范围不同。此外,EMBr使得较多夹杂物和氩气泡进入较深位置处的液相穴。建立了瞬态多相（钢液、液渣、空气、氩气泡）多物理场（流场、电磁场）LES模型,研究了吹氩及EMBr对结晶器内瞬态多相流动、卷渣、钢渣界面波动及“渣眼”裸露等现象的影响。不吹氩、无EMBr情况下,结晶器内存在剪切流、Von Karman涡及液面波动三种卷渣机理,剪切流是主要、危害最大的卷渣方式。吹氩、无EMBr条件下,结晶器内除以上三种卷渣方式,还存在氩气泡对钢渣界面作用这一卷渣方式,氩气泡对钢渣界面作用是主要卷渣方式,而Von Karman涡卷渣危害最大。吹氩、EMBr条件下,结晶器内只有氩气泡对钢渣界面作用这一种卷渣机理。EMBr能够有效减轻卷渣造成的危害及钢渣界面波动。针对IF钢热轧过程,建立了三维有限元轧制数学模型,采用节点追踪的方法研究了连铸坯表层50mm内大颗粒夹杂物在轧制过程中的位置演变。最终,确定了热轧板中大颗粒夹杂物的分布。研究发现,热轧过程中,铸坯宽面内大颗粒夹杂物越来越密集,越来越靠近表层。“扒皮”操作不会影响热轧板内大颗粒夹杂物分布趋势,只是减少热轧板最外层（1-2mm）大颗粒夹杂物含量。连铸坯“扒皮”与否,经轧制其外弧表层大颗粒夹杂物基本都分布在热轧板表层1mm以内,内弧表层大颗粒夹杂物基本都分布在热轧板1.5mm内。经轧制后,连铸坯窄面内大颗粒夹杂物在热轧板边部形成了大颗粒夹杂物密集分布的区域。对取自某厂热轧板试样进行了无水电解实验,所得大颗粒夹杂物分布趋势与模型预测的热轧板中夹杂物分布趋势基本是一致的。本文旨在通过这些研究,为IF钢生产提供理论性的指导。
刘志伟[10]（2019）在《基于液面波动F数的板坯连铸结晶器水口参数研究》文中认为板坯连铸浸入式水口结构决定着结晶器内钢液的流动状态,从而影响着铸坯质量,不合理的浸入式水口结构和连铸工艺参数会加剧结晶器内液面扰动,使铸坯质量降低。本文以某厂中厚板坯连铸结晶器中浸入式水口为研究对象,分析各水口参数与F数的关系,提出利用F数对浸入式水口结构及工艺参数进行优化的方法,对提高铸坯质量具有重要意义。基于流体淹没射流理论,给出表征液面波动的F数解析式的求解过程,分析F数与水口结构参数和水口工艺参数的变化规律,得到常规板坯F数与水口倾角的关系。利用常规板坯F数与水口倾角的关系,建立求解水口结构参数和工艺参数的计算模型,得到某厂1000×200mm板坯结晶器中F数为4时水口浸入深度、水口内径、水口出口边长和拉坯速度的关系曲面,分析水口参数对结晶器内液面的影响。选取拉坯速度为1.4m/min时最佳水口参数组合曲面上的多组点,建立结晶器内钢液的流场数值计算模型,对结晶器内钢液的流动状态进行计算,得到各组水口参数对应的结晶器内液面波高、液面流速和结晶器内流场,对比分析各组数值模拟液面波高和液面流速,得到最合理的一组水口参数组合。利用得到的最优水口参数,采用MATLAB软件求解出当F数介于3～5之间的拉坯速度范围,得到合理的拉坯速度范围为1.21m/min～1.57m/min之间。建立F数为3、拉坯速度为1.21m/min和F数为5、拉坯速度为1.57m/min时的结晶器内钢液的流场数值计算模型,对结晶器内钢液的流动状态进行计算,分析数值模拟结果中液面流速和液面波高,结果表明,得到的拉速范围满足不易发生卷渣的条件,验证了得到的拉坯速度范围为最优水口参数下的合理范围。
二、弯月面附近钢水流速对板坯表面质量的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、弯月面附近钢水流速对板坯表面质量的影响（论文提纲范文）
（2）结晶器流场对Φ150连铸圆坯质量影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 连铸坯缺陷分析研究现状 |
| 1.1.1 国外连铸坯缺陷分析研究现状 |
| 1.1.2 国内连铸坯缺陷分析研究现状 |
| 1.2 连铸坯缺陷产生机理及其影响因素 |
| 1.2.1 表面缺陷 |
| 1.2.2 内部缺陷 |
| 1.2.3 形状缺陷 |
| 1.3 数值模拟与物理模拟在连铸方面的应用 |
| 1.4 课题研究目的及意义 |
| 2 无缝钢管缺陷产生原因分析 |
| 2.1 试验材料及方法 |
| 2.1.1 无缝钢管及圆坯的取样 |
| 2.1.2 样品的制备 |
| 2.2 无缝钢管的缺陷分析 |
| 2.2.1 无缝钢管的形貌及组织分析 |
| 2.2.2 无缝钢管的元素分析 |
| 2.3 连铸圆坯缺陷分析 |
| 2.3.1 连铸圆坯的形貌及组织分析 |
| 2.3.2 铸坯的元素分析结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Φ150连铸圆坯结晶器数值模拟 |
| 3.1 结晶器模型的建立 |
| 3.1.1 连铸机参数 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 计算区域和边界条件 |
| 3.1.4 模拟实验方案 |
| 3.2 不同工艺参数对流场的影响 |
| 3.2.1 不同拉坯速度对流场分布的影响 |
| 3.2.2 不同浸入深度对流场分布的影响 |
| 3.2.3 不同水口内径对流场分布的影响 |
| 3.3 不同工艺参数对结晶器凝固的影响 |
| 3.3.1 不同过热度对凝固坯壳厚度及凝固终点的影响 |
| 3.3.2 不同拉速对凝固坯壳厚度及凝固终点的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Φ150连铸圆坯结晶器物理模拟研究 |
| 4.1 物理模型的建立 |
| 4.1.1 模型几何尺寸的确定 |
| 4.1.2 模型参数的确定 |
| 4.1.3 实验装置 |
| 4.1.4 实验方案 |
| 4.2 不同工艺参数对结晶器流场分布的影响 |
| 4.2.1 不同拉坯速度对流场分布的影响 |
| 4.2.2 不同浸入深度对流场分布的影响 |
| 4.2.3 不同水口内径对流场分布的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文及成果 |
| 致谢 |
（3）连铸电磁冶金控制新技术及其应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 连铸及其电磁冶金应用技术进展 |
| 2.1.1 电磁冶金在连铸中的应用 |
| 2.1.2 连铸技术的发展 |
| 2.1.3 铸坯的质量问题 |
| 2.2 连铸中间包感应加热技术 |
| 2.2.1 通道式感应加热中间包结构及原理 |
| 2.2.2 感应加热中间包技术特点及应用现状 |
| 2.2.3 中间包通道感应加热技术的研究进展 |
| 2.3 板坯结晶器电磁控流技术 |
| 2.3.1 板坯连铸结晶器内钢液行为 |
| 2.3.2 板坯连铸结晶器电磁控制技术主要方式 |
| 2.3.3 板坯连铸结晶器多模式电磁控流技术 |
| 2.4 电磁冶金在板坯连铸二冷区的应用 |
| 2.4.1 板坯二冷电磁搅拌器原理及特点 |
| 2.4.2 二冷电磁搅拌器的主要形式及特点 |
| 2.4.3 二冷区电磁搅拌数值模拟研究进展 |
| 2.5 论文主要研究内容 |
| 3 感应加热中间包结构设计与流动传热行为 |
| 3.1 研究方法 |
| 3.1.1 物理模拟 |
| 3.1.2 数值模拟 |
| 3.2 水模拟物理实验研究 |
| 3.2.1 裸包实验结果分析 |
| 3.2.2 直筒结构实验结果分析 |
| 3.2.3 分口结构实验结果分析 |
| 3.2.4 分口配合挡坝结构实验结果分析 |
| 3.3 中间包结构优化的数值模拟分析 |
| 3.3.1 模型验证 |
| 3.3.2 中间包流场数值模拟分析 |
| 3.3.3 中间包温度场数值模拟分析 |
| 3.3.4 中间包混合特性数值模拟分析 |
| 3.4 开启感应加热中间包数值模拟分析 |
| 3.4.1 模型验证 |
| 3.4.2 电磁场分析 |
| 3.4.3 感应加热状态下中间包流场 |
| 3.4.4 感应加热状态下中间包温度场 |
| 3.4.5 中间包内钢水混合特性分析 |
| 3.5 感应加热中间包工业应用研究 |
| 3.5.1 工业条件及系统参数 |
| 3.5.2 试验方法 |
| 3.5.3 控温精度 |
| 3.5.4 冶金效果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 板坯结晶器电磁减速模式磁-流-热耦合模拟研究 |
| 4.1 电磁场模型建立 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 边界条件 |
| 4.1.4 模拟过程 |
| 4.2 电磁性能测置与验证 |
| 4.2.1 实验测置装置 |
| 4.2.2 模型验证 |
| 4.3 电磁场分析 |
| 4.3.1 电磁场分布特性 |
| 4.3.2 最佳减速频率的研究 |
| 4.3.3 电流强度对电磁场分布的影响 |
| 4.4 板坯电磁减速下电流强度优化分析 |
| 4.4.1 电流强度对钢液流动和凝固行为的影响 |
| 4.4.2 板坯表面质量综合评级方法的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 板坯结晶器电磁旋转搅拌模式研究 |
| 5.1 实验测量与模型验证 |
| 5.1.1 测量方案 |
| 5.1.2 模型验证 |
| 5.1.3 电磁场分析 |
| 5.1.4 电流强度对钢液流动和坯壳生长的影响 |
| 5.2 应用效果分析 |
| 5.2.1 液面波动 |
| 5.2.2 夹杂物对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 行波磁场改善铸态组织机理与应用 |
| 6.1 磁流热耦合分析铸流分段耦合模型建立 |
| 6.2 辊式搅拌不同对辊数对铸坯等轴晶率的影响 |
| 6.2.1 实验方法 |
| 6.2.2 模拟分析 |
| 6.2.3 工业应用结果 |
| 6.3 不同搅拌模式对铸坯等轴晶率的影响 |
| 6.3.1 电磁分析 |
| 6.3.2 流动与传热行为分析 |
| 6.3.3 工业应用结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 结论与展望 |
| 7.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）板坯连铸结晶器内气液两相流动现象研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号清单 |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 板坯连铸结晶器内气液两相流动的研究 |
| 2.1.1 结晶器内气液两相流动的物理模拟 |
| 2.1.2 结晶器内气液两相流动的数值模拟 |
| 2.1.3 结晶器内气液两相流动的工业测量 |
| 2.2 结晶器内钢液流场流态的研究 |
| 2.3 板坯连铸结晶器钢液中气泡分布的研究 |
| 2.3.1 通过浸入式水口向钢液内吹气的方法 |
| 2.3.2 气泡的形成、聚并和破碎机理 |
| 2.3.3 钢液中气泡尺寸分布的水模型测量 |
| 2.3.4 钢液中气泡尺寸分布的数值模拟 |
| 2.4 结晶器内气液两相流动方面尚未解决的科学问题 |
| 2.5 本论文选题意义和技术路线 |
| 3 板坯连铸结晶器内气液两相流动的水模型研究 |
| 3.1 气液两相水模型的建立 |
| 3.2 气泡尺寸分布特征研究 |
| 3.2.1 实验条件 |
| 3.2.2 测量气泡的图像处理方法 |
| 3.2.3 连铸参数对气泡尺寸的影响 |
| 3.2.4 塞棒吹气结构对气泡尺寸的影响 |
| 3.3 结晶器水模型内气液两相流场的PIV测量 |
| 3.3.1 PIV技术简介及参数设置 |
| 3.3.2 速度场分布及对称性分析 |
| 3.3.3 湍流特征分布 |
| 3.3.4 浇铸参数对气液两相流动的影响 |
| 3.4 结晶器液面卷渣的水模型实验研究 |
| 3.4.1 水模型相关参数 |
| 3.4.2 油滴卷入水中的临界浇铸参数 |
| 3.4.3 液面渣眼特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 板坯连铸结晶器内钢液流场流态的工业试验测量 |
| 4.1 插钉板测速原理和试验方案 |
| 4.2 拉速对结晶器内钢液流态转变的影响 |
| 4.3 吹氩流量对结晶器内钢液流态转变的影响 |
| 4.4 水口浸入深度对结晶器内钢液流态转变的影响 |
| 4.5 结晶器内钢液流场流态转变的临界条件 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 板坯连铸结晶器内单一气泡尺寸的Euler-Euler气液两相流动数值模拟 |
| 5.1 数学建模与边界条件 |
| 5.2 模型验证 |
| 5.3 气泡尺寸对钢液流动的影响 |
| 5.4 浇铸参数对钢液流动的影响 |
| 5.5 浇铸参数对流场流态和涡心位置的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 板坯连铸结晶器内多气泡尺寸的Euler-Euler气液两相流动数值模拟 |
| 6.1 数学建模与边界条件 |
| 6.2 模型验证 |
| 6.2.1 水—空气系统下气泡的分布 |
| 6.2.2 钢液—氩气系统下的速度分布 |
| 6.2.3 浸入式水口进口氩气泡直径对钢液流动的影响 |
| 6.3 拉速对氩气泡尺寸分布的影响 |
| 6.4 吹氩流量对氩气泡尺寸分布的影响 |
| 6.5 浇铸参数对流场流态的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 板坯连铸结晶器内流场流态在线预报软件 |
| 7.1 软件设计简介 |
| 7.2 操作步骤 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）小方坯高拉速结晶器流场和温度场模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 结晶器钢液流动行为研究现状 |
| 1.1.1 SEN内径对结晶器流场的影响 |
| 1.1.2 SEN插入深度对结晶器流场的影响 |
| 1.1.3 拉速对结晶器流场的的影响 |
| 1.2 结晶器凝固传热研究现状 |
| 1.2.1 连铸过程中的热传导 |
| 1.2.2 结晶器凝固传热特点 |
| 1.2.3 影响结晶器传热的因素 |
| 1.3 数值模拟技术在结晶器中的应用 |
| 1.3.1 数值模拟技术简介 |
| 1.3.2 结晶器流场和温度场数值模拟研究现状 |
| 1.4 课题研究意义及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 结晶器数值模拟研究理论基础 |
| 2.1 基本假设 |
| 2.2 数学模型控制方程 |
| 2.3 模型和网格划分 |
| 2.4 边界条件设置 |
| 2.5 求解算法 |
| 3 高拉速下结晶器流场模拟研究 |
| 3.1 结晶器对称面流场分析 |
| 3.1.1 流股冲击深度 |
| 3.1.2 回旋区涡心位置 |
| 3.2 自由液面钢液行为分析 |
| 3.3 液面波动分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 超高拉速下结晶器流场模拟研究 |
| 4.1 结晶器对称面流场分析 |
| 4.1.1 流股冲击深度 |
| 4.1.2 回旋区涡心位置 |
| 4.2 自由液面钢液行为分析 |
| 4.3 液面波动分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结晶器温度场模拟研究 |
| 5.1 高拉速连铸下结晶器温度场研究 |
| 5.1.1 对称面温度场 |
| 5.1.2 自由液面温度场 |
| 5.1.3 坯壳厚度 |
| 5.2 超高拉速连铸下结晶器温度场研究 |
| 5.2.1 对称面温度场 |
| 5.2.2 自由液面温度场 |
| 5.2.3 坯壳厚度 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读研究生期间主要发表的论文情况 |
（6）连铸过程钢液多相流动、传热、凝固及夹杂物捕获的大涡模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 湍流大涡模拟的基本原理及应用 |
| 2.1.1 湍流基本性质 |
| 2.1.2 湍流数值模拟方法 |
| 2.1.3 滤波函数 |
| 2.1.4 亚格子模型 |
| 2.1.5 大涡模拟在连铸结晶器内的应用 |
| 2.2 连铸结晶器内钢液多相流动研究 |
| 2.2.1 多相流场研究方法 |
| 2.2.2 结晶器内多相流动的数值模拟结果 |
| 2.2.3 连铸结晶器内气泡行为 |
| 2.2.4 气泡在钢液内的受力与运动 |
| 2.3 连铸过程钢液传热凝固的研究 |
| 2.4 气泡及夹杂物被凝固坯壳捕获的研究 |
| 2.4.1 气泡被凝固坯壳捕获 |
| 2.4.2 夹杂物被凝固坯壳捕获的研究 |
| 2.5 课题研究背景及意义 |
| 3 结晶器内气液两相流相互作用研究 |
| 3.1 数学模型 |
| 3.1.1 计算域及网格划分 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 边界条件 |
| 3.2 相间作用力对流场及气泡分布的影响 |
| 3.2.1 曳力的影响 |
| 3.2.2 升力的影响 |
| 3.2.3 压力梯度力的影响 |
| 3.2.4 虚拟质量力的影响 |
| 3.2.5 壁面润滑力的影响 |
| 3.3 相间作用力对比 |
| 3.4 结晶器内流场及气泡分布 |
| 3.5 小结 |
| 4 连铸板坯结晶器内多相流大涡模拟研究 |
| 4.1 数学模型 |
| 4.1.1 计算域与网格划分 |
| 4.1.2 氩气与连续相之间的相互作用 |
| 4.1.3 气泡直径分布模型 |
| 4.1.4 卷渣定量化统计 |
| 4.1.5 边界条件 |
| 4.2 结晶器内瞬态多相流分布 |
| 4.3 结晶器内气泡分布规律 |
| 4.3.1 气泡空间分布规律 |
| 4.3.2 相间作用力的对比 |
| 4.4 卷渣定量化研究 |
| 4.4.1 卷入渣滴性质研究 |
| 4.4.2 卷渣发生位置研究 |
| 4.5 连铸工艺参数对流场、气泡分布以及卷渣的影响 |
| 4.5.1 吹氩流量的影响 |
| 4.5.2 拉速的影响 |
| 4.6 小结 |
| 5 连铸板坯中非金属夹杂物空间分布的全断面检测 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 非金属夹杂物成分与形貌 |
| 5.3 非金属夹杂物在连铸坯断面上空间分布规律 |
| 5.3.1 连铸坯断面上非金属夹杂物分布 |
| 5.3.2 连铸坯厚度方向非金属夹杂物分布 |
| 5.3.3 连铸坯宽度方向非金属夹杂物分布 |
| 5.4 非金属夹杂物聚集分布原因探究 |
| 5.5 小结 |
| 6 连铸过程流动、凝固及溶质传输的大涡模拟研究 |
| 6.1 数学模型 |
| 6.1.1 计算域与网格划分 |
| 6.1.2 控制方程 |
| 6.1.3 边界条件 |
| 6.2 模型验证 |
| 6.3 连铸过程流场、温度和凝固坯壳分布 |
| 6.3.1 瞬态流场和温度场分布 |
| 6.3.2 凝固坯壳及凝固终点分布 |
| 6.4 碳和硫元素分布 |
| 6.5 小结 |
| 7 连铸板坯全断面非金属夹杂物空间分布预测 |
| 7.1 数学模型 |
| 7.1.1 夹杂物传输模型 |
| 7.1.2 夹杂物捕获模型 |
| 7.2 简单模型下非金属夹杂物在连铸坯全断面上空间分布的预测 |
| 7.2.1 非金属夹杂物去向分布 |
| 7.2.2 夹杂物在结晶器上表面的上浮去除 |
| 7.2.3 夹杂物被凝固坯壳捕获 |
| 7.3 改进模型下非金属夹杂物在连铸坯全断面上空间分布的预测 |
| 7.3.1 一次枝晶间距分布验证 |
| 7.3.2 非金属夹杂物去向分布 |
| 7.3.3 夹杂物在结晶器上表面的上浮去除 |
| 7.3.4 夹杂物在连铸坯全断面上空间分布的预测 |
| 7.4 卷渣类夹杂物被凝固坯壳捕获 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论及创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）基于多相耦合的板坯连铸结晶器铜板传热及钢液传输行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 结晶器传热的研究 |
| 1.1.1 结晶器传热机理 |
| 1.1.2 结晶器的传热计算 |
| 1.1.3 影响结晶器传热的因素 |
| 1.2 倒角结晶器的传热研究 |
| 1.3 国内外结晶器的凝固传热的研究 |
| 1.4 本文研究的目的及内容 |
| 第二章 板坯连铸结晶器流场、温度场耦合数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数学模型的基本假设和控制方程 |
| 2.2.1 数学模型的基本假设 |
| 2.2.2 数学模型的控制方程 |
| 2.2.3 温度场控制方程 |
| 2.2.4 钢液流动和传热现象的基本方程 |
| 2.2.5 凝固潜热的处理 |
| 2.3 弧形板坯结晶器铜板传热模型计算网格和单值条件 |
| 2.3.1 几何条件和物性参数 |
| 2.3.2 流场边界条件 |
| 2.3.3 温度场边界条件 |
| 2.3.4 结晶器网格划分及离散方法 |
| 2.4 板坯结晶器流动、传热和凝固耦合模型计算网格和单值条件 |
| 2.4.1 几何条件和物性参数 |
| 2.4.2 流场边界条件 |
| 2.4.3 温度场边界条件 |
| 2.4.4 结晶器网格划分及离散方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 弧形倒角板坯连铸结晶器流固耦合的模拟研究 |
| 3.1 模型实验验证与分析 |
| 3.2 铜板温度场 |
| 3.3 冷却水温度场 |
| 3.4 不同倒角条件下的结晶器铜板及冷却水温度分布 |
| 3.4.1 结晶器铜板温度分布 |
| 3.4.2 结晶器冷却水温度分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 板坯连铸结晶器流动、传热和凝固耦合的模拟研究 |
| 4.1 结晶器内的流场、温度场分析 |
| 4.2 模型验证与分析 |
| 4.3 板坯连铸结晶器工艺参数优化模拟方案 |
| 4.4 板坯连铸结晶器工艺参数优化模拟结果分析 |
| 4.4.1 在同一浸入深度条件下的方案对比 |
| 4.4.2 在同一开孔倾角条件下的方案对比 |
| 4.4.3 在同一拉速条件下的方案对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）连铸大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 连铸技术 |
| 1.1.1 连铸技术简介 |
| 1.1.2 连铸技术的发展 |
| 1.2 连铸电磁搅拌技术 |
| 1.2.1 连铸电磁搅拌技术的发展 |
| 1.2.2 连铸电磁搅拌技术的原理 |
| 1.2.3 连铸电磁搅拌器的分类及应用 |
| 1.2.4 连铸坯常见缺陷及形成原因 |
| 1.2.5 电磁搅拌技术对铸坯质量的影响 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 选题背景和研究主要内容 |
| 1.4.1 选题背景和意义 |
| 1.4.2 本文研究内容 |
| 第2章 结晶器电磁搅拌器电磁场数值模拟 |
| 2.1 电磁场数学模型 |
| 2.1.1 基本假设 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.2 电磁场物理模型 |
| 2.2.1 电磁场数值分析方法 |
| 2.2.2 电磁场物理模型的建立 |
| 2.2.3 电磁场仿真定解条件 |
| 2.3 电磁参数对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.3.1 电流强度对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.3.2 电流频率对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.4 搅拌器本体结构对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.4.1 分层式搅拌器分层旋转角度对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.4.2 斜极式搅拌器铁芯偏斜角度对电磁场和电磁力分布的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电磁搅拌作用下结晶器内钢液流场和温度场分布 |
| 3.1 钢液流场模型 |
| 3.1.1 结晶器内钢液的流动现象 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.2 钢液温度场模型 |
| 3.2.1 结晶器内钢液的传热现象 |
| 3.2.2 基本假设 |
| 3.2.3 控制方程 |
| 3.3 钢液热物性参数 |
| 3.4 各参数对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.1 电流强度对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.2 电流频率对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.3 分层式本体结构对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.4.4 斜极式本体机构对结晶器内温度场及流场分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 连铸坯凝固组织数值模拟 |
| 4.1 基本原理 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.2.1 宏观凝固模型 |
| 4.2.2 微观形核模型 |
| 4.2.3 晶体生长动力学模型 |
| 4.3 铸坯有限元模型 |
| 4.4 热物性参数 |
| 4.5 传热边界条件 |
| 4.6 铸坯凝固组织数值模拟 |
| 4.6.1 凝固组织结果分析 |
| 4.6.2 钢液过热度对凝固组织的影响 |
| 4.6.3 结晶器电磁搅拌强度对凝固组织的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）IF钢板坯表层缺陷形成机理的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 IF钢及其生产工艺 |
| 2.2 IF钢板材表层缺陷及其来源 |
| 2.2.1 IF钢板材表层缺陷 |
| 2.2.2 IF钢板材表层缺陷的来源 |
| 2.3 板坯表层气泡及夹杂物分布 |
| 2.3.1 板坯表层气泡及夹杂物分布的实验研究 |
| 2.3.2 板坯表层气泡及夹杂物分布的数值模拟研究 |
| 2.4 板坯连铸中的结晶器卷渣现象 |
| 2.5 结晶器电磁技术的应用 |
| 2.6 铸坯中夹杂物在轧制过程中行为的研究 |
| 2.7 目前的研究现状 |
| 2.8 本文的研究内容 |
| 3 IF钢板坯连铸过程中粒子瞬态运动、捕捉的研究 |
| 3.1 数学模型描述 |
| 3.1.1 模型假设 |
| 3.1.2 流动传热模型 |
| 3.1.3 粒子运动模型 |
| 3.1.4 边界条件及模型细节 |
| 3.2 实验方法介绍 |
| 3.2.1 无水电解提取铸坯中大颗粒夹杂物 |
| 3.2.2 金相检测统计铸坯中氩气泡 |
| 3.3 计算结果分析 |
| 3.3.1 凝固传热模型校正及凝固坯壳分布 |
| 3.3.2 结晶器内氩气泡对钢液流场的影响 |
| 3.3.3 结晶器吹氩对液相穴内夹杂物瞬态运动的影响 |
| 3.3.4 连铸坯表层内粒子分布的实验检测结果 |
| 3.3.5 连铸坯表层内粒子分布的模型预测结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 结晶器电磁制动下粒子瞬态运动、捕捉的研究 |
| 4.1 数学模型描述 |
| 4.1.1 电磁力模型 |
| 4.1.2 边界条件及模型计算细节 |
| 4.2 结果及讨论 |
| 4.2.1 电磁场计算与插值 |
| 4.2.2 结晶器吹氩及EMBr对钢液瞬态流动的影响 |
| 4.2.3 EMBr对液相穴内氩气泡及夹杂物瞬态运动的影响 |
| 4.2.4 EMBr对铸坯表层中氩气泡及夹杂物分布的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 连铸结晶器内卷渣的大涡模拟研究 |
| 5.1 数学模型描述 |
| 5.1.1 模型假设 |
| 5.1.2 VOF+LES模型 |
| 5.1.3 氩气泡传输模型 |
| 5.1.4 边界条件及模拟细节 |
| 5.2 计算结果及讨论 |
| 5.2.1 模型验证 |
| 5.2.2 结晶器吹氩及EMBr对结晶器内多相流场的影响 |
| 5.2.3 不同条件下结晶器卷渣机理 |
| 5.2.4 EMBr对渣眼裸露现象的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 IF钢板坯表层夹杂物在热轧过程中位置演变的研究 |
| 6.1 某钢厂1580mm热轧线简介 |
| 6.2 有限元轧制模型 |
| 6.2.1 初始条件、边界条件 |
| 6.2.2 IF钢热物性参数 |
| 6.2.3 求解过程 |
| 6.3 实验方法介绍 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 连铸坯内大颗粒夹杂物初始位置确定及位置追踪方法 |
| 6.4.2 粗轧各道次后大颗粒夹杂物在铸坯内分布的预测及统计 |
| 6.4.3 热轧板内大颗粒夹杂物分布及实验测量 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于液面波动F数的板坯连铸结晶器水口参数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 连铸结晶器和浸入式水口 |
| 1.2 水口参数对连铸质量的影响 |
| 1.2.1 水口倾角 |
| 1.2.2 水口浸入深度 |
| 1.2.3 水口内径 |
| 1.2.4 水口底部形状 |
| 1.2.5 水口出口形状 |
| 1.3 水口参数及工艺参数优化研究现状 |
| 1.3.1 物理模拟优化研究现状 |
| 1.3.2 数值模拟优化研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容与研究意义 |
| 1.4.1 课题研究的主要内容 |
| 1.4.2 课题研究意义 |
| 第2章 F数解析公式与水口优化方法 |
| 2.1 F数解析公式推导理论基础 |
| 2.1.1 结晶器内钢液流动行为 |
| 2.1.2 液面波动指数模型 |
| 2.1.3 浸入式水口淹没射流模型 |
| 2.2 F数的理论解析式推导 |
| 2.2.1 湍流淹没射流的动量积分方程 |
| 2.2.2 射流撞击速度V_e |
| 2.2.3 钢液流股撞击窄边位置深度D和撞击角度β |
| 2.3 基于F数的水口优化方法 |
| 2.3.1 水口工艺参数与F数的关系 |
| 2.3.2 水口结构参数与F数的关系 |
| 2.3.3 水口参数优化与F数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 最优水口参数组合曲面及数值模拟分析 |
| 3.1 浸入式水口结构参数选取及最优解曲面 |
| 3.1.1 F数公式中各参数和变量的确定 |
| 3.1.2 最佳水口结构及工艺参数组合曲面的确定 |
| 3.2 湍流流动数值模拟的基本理论和数值计算模型的建立 |
| 3.2.1 湍流流动基本方程 |
| 3.2.2 数值模型求解方法 |
| 3.2.3 结晶器与浸入式水口模型参数 |
| 3.3 数学模型求解 |
| 3.3.1 选择求解方法 |
| 3.3.2 基本假设 |
| 3.3.3 边界条件 |
| 3.3.4 网格划分 |
| 3.4 FLUENT软件及其求解步骤 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 数值模拟结果分析及最佳拉速范围的确定 |
| 4.1 数值模拟结果的流场分析和对比 |
| 4.1.1 流场流动状态的分析和对比 |
| 4.1.2 液面流速的分析和对比 |
| 4.1.3 液面幅值的分析和对比 |
| 4.2 水口结构参数最优解的确定和最优拉速范围的求解 |
| 4.3 最优拉速范围的数值模拟验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
四、弯月面附近钢水流速对板坯表面质量的影响（论文参考文献）
- [1]连铸板坯电磁搅拌技术的发展现状及讨论[J]. 杨宝,张慧,王明林,王学兵,刘斌,刘帅. 钢铁钒钛, 2021(05)
- [2]结晶器流场对Φ150连铸圆坯质量影响研究[D]. 姚慎. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [3]连铸电磁冶金控制新技术及其应用研究[D]. 肖红. 北京科技大学, 2021(08)
- [4]板坯连铸结晶器内气液两相流动现象研究[D]. 周海忱. 北京科技大学, 2021(08)
- [5]小方坯高拉速结晶器流场和温度场模拟研究[D]. 仇德金. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [6]连铸过程钢液多相流动、传热、凝固及夹杂物捕获的大涡模拟研究[D]. 陈威. 北京科技大学, 2021(02)
- [7]基于多相耦合的板坯连铸结晶器铜板传热及钢液传输行为研究[D]. 胡增. 安徽工业大学, 2020(07)
- [8]连铸大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化研究[D]. 马靓. 燕山大学, 2020(01)
- [9]IF钢板坯表层缺陷形成机理的数值模拟研究[D]. 尹延斌. 北京科技大学, 2020(06)
- [10]基于液面波动F数的板坯连铸结晶器水口参数研究[D]. 刘志伟. 燕山大学, 2019(03)
标签：数值模拟论文;