方坯结晶器内气隙分布的数值分析

基于连铸坯壳应力遗传特性建立二维方坯热力耦合模型,利用有限元分析软件ANSYS多载荷步法进行求解。模拟并对比了三种不同结晶器锥度值下的铸坯气隙生成及其分布规律。结果表明：离弯月面60~72mm角部首先出现气隙,随后向铸坯表面中心逐渐扩展,在结晶器出口处仅铸坯表面中心区域坯壳与结晶器存在接触。在结晶器上部300mm内气隙生长速度较快。随着离开弯月面距离增加,气隙生长速度逐渐降低。气隙宽度沿结晶器高度方向分布基本符合抛物线规律。随着锥度增加,气隙出现时机逐渐推迟,气隙宽度和存在范围也相应缩小。     

方坯结晶器多锥度分析

基于坯壳应力遗传特性建立铸坯热力耦合模型,利用ANSYS对结晶器内铸坯进行铸坯传热及应力分析。依据最小气隙原则对结晶器锥度进行优化,分析了单锥度和多锥度对坯壳凝固行为的影响。结果表明:采用两种锥度形式的结晶器,铸坯角部凝固行为存在明显差异,而表面中心区域基本一致。单锥度结晶器内气隙分布较广,角部热流明显降低,在偏离角部12～22 mm处存在"热点"。多锥度结晶器内气隙宽度和存在范围显著减少,"热点"消失,多锥度结晶器更符合坯壳凝固收缩规律。