基于双温度场耦合的铜板坯水平连铸过程有限元模拟

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。