连俦板坯结晶器摩撑擦力计算以及影响因素的研究

摘要

该文在计算铸坯与结晶器温度场的基础上,建立了结晶器摩擦力的物理模型和数学模型.该模型将结晶器的摩擦状况分为两部分,在结晶器上部,由于铸坯温度高,铸坯与结晶器之间的保护渣呈液态,以液体润滑为主,摩擦力是液体摩擦力;从传热学和粘性流体力学的角度考虑建立了铸坯与结晶间保护渣的润滑模型;确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态;利用N-S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量;同时计算了润滑区段的液体摩擦阻力.在结晶下部,由于铸坯温度降低,保护渣呈固态,根据库仓定律来计算固体摩擦力,总的摩擦力为液体摩擦力和固体摩擦为之和.该模型考虑了主要连铸工艺参数对结晶器摩擦力的影响.基于功率法现场实测摩擦力数据对该数学计算出来的摩擦力进行验证,结果表明该模型是可行的.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1问题的提出

1.2研究结晶器摩擦力的意义

1.3本论文的主要内容

第二章结晶器摩擦力的研究状况以及存在问题

2.1前言

2.2铸坯与结晶器的摩擦机理

2.3结晶器拉坯阻力的实质以及影响因素

2.4结晶器与铸坯摩擦力计算的物理模型和数学模型的研究现状

2.4.1经验公式

2.4.2润滑模型

2.5研究计算结晶器摩擦力的技术路线

第三章铸坯与结晶器连铸过程的温度场数值计算

3.1前言

3.2连铸板坯温度场计算的数学模型与数值计算

3.2.1铸坯温度场的数学描述

3.2.2连铸坯传热方程的数值解法

3.2.3方程稳定性讨论

3.2.4热边界条件的确定

3.2.5铸坯凝固潜热的处理

3.3结晶器温度场的数学模型的建立与数值计算

3.3.1结晶器温度场的数学描述

3.3.2结晶器热边界条件的处理

3.3.3差分方程及稳定性讨论

3.4连铸板坯与结晶器物理性能参数的确定

3.5连铸凝固与结晶器温度场数值模拟的程序框图

3.6计算过程中所用的参数

3.7计算结果与讨论

3.8本章小结

第四章铸坯与结晶器之间摩擦力数值计算以及影响因素的讨论

4.1前言

4.2物理模型与数学模型的建立

4.2.1物理模型的建立

4.2.2数学模型的建立

4.3结晶器摩擦力场及总摩擦力的计算程序框图

4.4计算结果与讨论

4.4.1保护渣润滑行为的研究

4.4.2结晶器摩擦力场的计算结果与讨论

4.4.3结晶器总摩擦力的计算结果与讨论

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.1.1结晶器保护渣的润滑行为

5.1.2 结晶器摩擦力场以及摩擦力计算

5.2展望与建议

参考文献

致谢