双辊铸轧薄带过程中铸速对熔池内温度场的影响

双辊铸轧薄带过程中铸速对熔池内温度场的影响

第27卷第7期东北大学学报（自然科学版）Vol.27，No.7（NaturalScience）2006年7月JournalofNortheasternuniversityJul.2006!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

文章编号：（1005-30262006）07-0759-04

双辊铸轧薄带过程中铸速

对熔池内温度场的影响

张晓明，张军锋，刘相华，王国栋

（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110004）

摘要：采用三维流热耦合有限元分析对双辊铸轧不锈钢过程进行模拟，利用反向方法处理

铸辊与熔池之间的换热边界条件，研究发现，随着铸轧速度的提高，铸带与铸辊之间的热传导系数

增大，凝固终了点位置向铸机出口移动，铸带的表面和中心温度都有所升高，熔池表面温度略有增

加在水口尺寸一定的情况下，铸轧速度过小，铸带横向温差较大?铸轧速度是调节熔池液面高度?

和轧制力的有效手段?

关键词：双辊薄带铸轧；铸速；温度场；流热耦合；有限元

文献标识码：A中图分类号：TF777.7

双辊铸轧是一个十分复杂的工艺过程，传热、

凝固及塑性变形在不到1s的时间内完成，影响

因素多而复杂，通过几次试验很难掌握其规律性，

而通过计算机模拟铸轧的过程可以方便地得到铸

轧过程中各因素之间的匹配关系?有关工艺参数

对铸轧过程的影响研究，国内外学者已经作了大

［1!6］但是，量的工作多数模拟都是基于二维模?里仅对熔池区域的四分之一进行研究，所选择的计算区域如图2所示?

型，而对于少数采用三维模型的模拟，仍然做了大

量的简化，尤其是没有很好处理铸辊与熔池之间

换热边界条件，致使模拟结果存在较大的差异在?

双辊铸轧过程中，铸速是一个相当重要的参数，它

决定了铸轧过程能否顺利地进行，其变化将对铸

带的凝固成形和质量产生很大的影响?

本文结合实验室铸轧不锈钢薄带试验，利用

反向方法解决铸辊与熔池之间换热边界条件处理

的难题，给出铸辊与熔池之间换热边界条件利用?

三维流热耦合有限元分析理论对双辊铸轧薄带钢

过程中的铸速对熔池内温度场的影响进行研究，

为合理铸速的确定提供理论依据?图2模拟计算区域

SchematicofcomPutationaldomain图1双侧孔水口示意图Fi9.1Schematicofsubmer9ednozzle1模型的建立

本研究采用双侧孔水口浇注，其结构示意图Fi9.2数值模拟采用商业有限元软件包ANSYS进

行，熔池区域采用40>20>50的网格划分系统，如图1所示考虑到对称性，这?为了使问题简化，

收稿日期：2005-08-29基金项目：国家自然科学基金资助项目（；国家重点基础研究规划项目（50474016）2004CB619108）?

作者简介：张晓明（，男，黑龙江青冈人，东北大学副教授；刘相华（，男，黑龙江双鸭山人，东北大学教授，博士生导1965-）1953-）

师；王国栋（，男，辽宁大连人，东北大学教授，博士生导师，中国工程院院士1942-）?

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