板坯连铸结晶器耦合湍流、传热和溶质传输的数值模拟

摘要

板坯连铸结晶器内雷诺数高,流动强烈,本文以此为对象,建立了耦合流动、传热以及溶质传输的三维模型,研究板坯连铸结晶器内溶质的传输及其分布规律.模型参数依据实际连铸过程选取,应用ANSYS Fluent软件求解动量、能量以及多元体系中溶质C、Si、Mn、P、S的守恒方程.分析了该区域流动、温度以及溶质的分布特征.模拟结果表明,溶质在铸坯表面形成了负偏析,在凝固过程中,溶质在凝固前沿达到一个峰值.由于溶质S的分配系数较小,其偏析度要比其它溶质大.由于结晶器内湍流的影响,各溶质在液相中的分布均匀.