连铸过程原理及数值模拟PDF电子书下载

第一章 连铸过程中的热交换 1

第一节 连铸凝固传热的特点 1

一、大传热量 1

二、复杂的传热机构 4

三、在运动中传热 5

第二节 连铸工艺中的热交换过程 6

一、钢包与中间包的热损失 6

（一）热损失的分类 6

（二）浇注过程中钢液的温度降 7

（三）减少热损失的措施 13

二、结晶器热交换 15

（一）结晶器传热机理 15

（二）影响结晶器传热的因素 23

三、二冷区热交换 31

（一）二冷区传热机理 32

（二）影响二冷区传热的因素 35

（三）二冷配水的优化 45

第三节 连铸热过程数学模型 49

一、连铸坯凝固传热数学模型的建立 50

（一）导热方程 50

（二）初始条件 61

（三）边界条件 62

二、连铸坯凝固传热计算方法 67

（一）解析解法 67

（二）数值解法 71

第二章 连铸过程中钢液的流动 86

第一节 连铸过程中钢液的流动特性 86

一、不能直接观测 86

二、气液两相并存 86

三、限制射流 87

五、流动过程的模型研究方法 88

四、受力状态复杂 88

第二节 连铸工艺中的钢液流动过程 93

一、中间包内的钢液流动 93

（一）中间包注流的特征 93

（二）注流特征的影响因素 94

二、结晶器内的钢液流动 110

（一）结晶器内钢液流动的特征 110

（二）结晶器内钢液流动的影响因素 112

三、铸坯液芯的流动 120

（一）过热热对流区钢液的流动特征 120

（二）液芯热对流的成因 122

（三）液芯热对流的速度分布 122

第三节 连铸钢液流动的数学模型 128

一、连铸坯凝固流动数学模型的建立 128

（二）数学模型的控制方程 129

（一）流动状况的简化 129

（三）边界条件 132

二、数学模型的数值求解 134

（一）迎风差分 135

（二）交错网格 137

（三）松弛迭代 137

（四）压力修正 139

（五）计算流程图 142

一、钢在高温下的力学特性 145

第三章 连铸坯壳的应力－应变 145

第一节 连铸坯壳的受力特征 145

（一）第一脆性区（1340℃到固相温度） 146

（二）第二脆性区（1000℃～1200℃） 148

（三）第三脆性区（700℃～900℃） 151

（四）弹性模量 152

（五）收缩系数 153

（七）坯壳在高温下的非弹性状态 154

（六）泊松比 154

二、坯壳的受力分析 158

（一）钢水静压力 158

（二）拉坯力 159

（三）矫直力（弯曲力） 167

（四）热应力 167

第二节 坯壳的应力－应变状态 168

一、坯壳的应力状态 169

（一）结晶器内坯壳的应力状态 169

（二）结晶器内坯壳应力的影响因素 173

（三）二冷区内坯壳的应力状态 175

（四）二冷区内坯壳应力的影响因素 177

二、坯壳的应变状态及简易计算 186

（一）弯曲矫直应变 186

（二）鼓肚应变 187

（三）拉坯应变 189

（四）辊不对弧应变 190

（五）热应变 191

（六）辊夹持应变 192

（七）辊弯曲应变 192

（八）其他应变 193

（九）总应变的合成 193

三、铸坯裂纹生成的判据 194

（一）临界应变假说 194

（二）临界应力假说 194

（三）临界时间假说 196

第三节 坯壳应力——应变数学模型 198

一、弹塑性模型 198

（一）模型的建立 199

（二）基本模型解的确定 202

（三）实际模型解的确定 204

（四）计算过程的说明 208

二、粘弹性模型 209

（一）模型的建立 210

（二）模型的求解 212

三、蠕变模型 216

（一）模型的建立 217

（二）模型的求解 219

第四章 连铸热过程仿真系统 225

第一节 仿真概述 225

一、系统仿真及其优点 225

二、系统仿真研究步骤 226

三、冶金工业中仿真技术的应用 227

四、仿真在连铸技术中的研究现状 229

第二节 ANSYS有限元软件简介 229

一、ANSYS程序概述 230

二、ANSYS分析问题的步骤 233

三、ANSYS热分析理论 234

第三节 仿真模型的构造 235

一、二维方坯连铸传热数学模型 235

（一）导热方程 235

（二）初始条件 236

（三）边界条件 236

（四）几个物性参数的处理 237

二、铸坯传热过程的计算假设 238

三、传热有限元方程的推导 239

第四节 连铸热过程仿真步骤 241

第五节 仿真结果 243

一、连铸热过程全程仿真实例 243

二、铸坯圆角及角部气隙的模拟 248

三、结晶器内横向气隙的模拟 252

参考文献 257