1绪论 1
1．1世界及我国钢铁工业生产现状 1
1．1．1世界钢铁工业生产现状 1
1．1．2我国钢铁工业生产现状 4
1．2钢浇铸技术的发展 8
1．2．1连续铸钢的优越性 8
1．2．2连续铸钢技术的发展历程 9
1．3传统连铸技术的发展与新型连铸 15
1．3．1传统连铸技术的发展 15
1．3．2新型连铸技术的开发 15
1．4数学物理模拟技术在连续铸钢过程研究中的应用 17
参考文献 18
2凝固过程及数学物理模拟的理论基础 20
2．1凝固理论基础 20
2．1．1相变热力学条件分析 20
2．1．2凝固过程中溶质的分布 24
2．1．3凝固过程成分过冷理论 31
2．1．4晶体的形核 34
2．1．5晶体的长大 40
2．1．6钢液结晶的热力学基础 43
2．2．1凝固过程的传热 45
2．2凝固过程流动、传热、传质基础 45
2．2．2凝固过程的传质 46
2．2．3凝固过程的流动 48
2．3相似定律及因次分析 50
2．3．1相似定律 51
2．3．2因次分析 53
参考文献 53
3中间包过程的研究 55
3．1连铸中间包及其作用 56
3．2．1反应器工作特性 57
3．2中间包工作和钢水流动特征 57
3．2．2中间包内钢水流动的基本特征 61
3．3中间包内钢水流动特征的基础研究 65
3．3．1中间包内非等温流动现象的数值分析 65
3．3．2中间包内非等温流动现象的物理模型研究 69
3．3．3中间包内非等温流出现的临界条件 72
3．4工业中间包内过程的研究 74
3．4．1水模型实验 75
3．4．2实物内测定 77
3．4．3中间包内钢水流动和混合过程的数值分析 85
参考文献 94
4结晶器内钢液凝固过程的分析 96
4．1结晶器的形式与结构 96
4．2结晶器内传输过程现象分析 99
4．2．1传输现象关系分析 99
4．2．2结晶器的传热现象分析 101
4．2．3结晶器流动现象分析 104
4．3结晶器内钢液凝固传热数学模型描述 106
4．3．1连铸凝固传热方程 106
4．3．2凝固潜热（内热源项qv）的处理 108
4．3．3模型的数值解法 111
4．3．4结晶器内钢液凝固传热的有限差分模型简介 112
4．3．5结晶器内钢液凝固传热的有限元模型简介 114
4．4结晶器内钢液流动过程分析 121
4．4．1模型的建立 121
4．4．2数值计算方法简介 125
4．4．3流场计算及工艺因素分析 128
4．5连铸结晶器内传热、流动及 凝固过程的耦合模型 131
4．5．1模型建立的基本假设 131
4．5．2流动模型 132
4．5．3传热与凝固模型 135
4．5．4模拟的单值条件 137
4．5．5计算过程 138
4．5．6控制方程的离散 138
4．5．7应用举例 139
参考文献 148
5结晶器中保护渣传输行为分析 151
5．1连铸保护渣的种类及作用 151
5．2弯月面区域的范围 152
5．3弯月面区域传热数学模拟 154
5．3．1弯月面区域传热研究概况 154
5．3．2数学模型的建立 156
5．3．3计算方法 158
5．3．4拉坯过程的处理 160
5．3．5计算参数选择 161
5．3．6典型算例及结果讨论 162
5．4弯月面区域液渣流场分析 169
5．4．1凝固坯壳与结晶器铜板之间缝隙中液渣的流动分析 169
5．4．2弯月面区域液渣熔池流场分析 175
5．4．3典型算例及讨论 179
参考文献 183
6．1．1同步振动 185
6．1连铸结晶器振动方式及特点 185
6结晶器振动过程分析 185
6．1．2负滑振动 186
6．1．3正弦振动 186
6．1．4非正弦振动 187
6．2结晶器正弦振动基本规律及工艺参数 187
6．2．1结晶器正弦振动的基本规律 187
6．2．2相关工艺参数 188
6．3正弦振动匹配控制模型 191
6．3．1同步匹配控制模型 191
6．3．2等负滑动时间匹配控制模型 195
6．4结晶器非正弦振动基本规律及其工艺参数 198
6．4．1非正弦振动波形分析 199
6．4．2非正弦振动工艺参数的计算 205
6．5非正弦振动匹配控制模型 206
6．5．1振动频率与拉坯速度成比例的匹配控制模型 208
6．5．2等负滑动时间匹配控制模型 209
6．5．3振幅和频率都在线可调时的匹配模型 209
参考文献 211
7．1二次冷却段结构及液芯压下过程描述 213
7．1．1二次冷却段结构 213
7液芯压下过程分析 213
7．1．2液芯压下过程描述 214
7．2液芯压下过程连铸坯传热有限元模型 216
7．2．1凝固传热分析 216
7．2．2热平衡方程的加权余量解 218
7．2．3有限单元离散 220
7．2．4时间项的数值积分 221
7．2．5非线性有限元方程的线性化 222
7．3液芯压下过程连铸坯应力变形有限元模型 224
7．3．1有限变形的应力应变分析 224
7．3．2材料的本构方程及材料非线性有限元 228
7．3．3材料非线性有限元方程的求解 231
7．3．4几何非线性有限元 232
7．3．5接触分析 235
7．4计算网格的划分及铸机基本参数 239
7．4．1计算网格的划分 239
7．4．2铸机基本参数 240
7．5液芯压下过程凝固温度、铸坯应力、变形分析结果 243
7．5．1液芯压下过程中铸坯的凝固及温度场 243
7．5．2液芯压下过程中铸坯的应力场 243
7．5．3液芯压下过程中铸坯的变形分析 244
参考文献 245
8连铸坯质量模拟分析 249
8．1连铸过程中铸坯应力、应变分析 250
8．1．1结晶器内凝固坯壳的应力模型 251
8．1．2铸坯二冷应力模型 266
8．2宏观偏析和微观偏析研究分析 277
8．2．1宏观偏析模拟 278
8．2．2钢凝固过程微观偏析模型 284
8．3柱状晶向等轴晶转变（CET）的模型分析 291
8．3．1 CET的相关理论 291
8．3．2典型CET理论模型的建立 298
参考文献 320
9电磁技术在连铸工艺中的应用 325
9．1电磁流体力学基础 325
9．1．1麦克斯韦电磁理论 326
9．1．2介质边界条件 328
9．1．3电磁场对流体的作用 330
9．2铸流电磁制动技术 331
9．2．1电磁制动的原理及发展现状 331
9．2．2磁场计算数值模拟 332
9．2．4加电磁制动钢液温度场的数值模拟 336
9．2．3电磁场与流场的耦合 336
9．2．5电磁制动下非金属夹杂物运动行为的模拟 338
9．2．6电磁制动数值模拟结果与讨论 339
9．2．7电磁制动的物理模拟 342
9．3铸坯内的电磁搅拌 347
9．3．1电磁搅拌原理简介 348
9．3．2数学模型的建立 348
9．3．3电磁搅拌的物理模拟 354
参考文献 358
10．1．1薄板坯连铸技术发展现状 359
10．1薄板坯连铸工艺过程及其数学物理模拟 359
10近终形连铸工艺过程及其数学物理模拟 359
10．1．2薄板坯连铸结晶器内流动物理模拟 362
10．1．3薄板坯结晶器内流动数值模拟 370
10．2薄带连铸工艺过程及其数学物理模拟 387
10．2．1薄带连铸技术的发展 387
10．2．2薄带连铸过程的数学模拟 388
10．2．3典型数学模型介绍 391
参考文献 402
索引 405
人名对照表 409