165×165mm方坯結(jié)晶器銅管安全數(shù)值分析
發(fā)布時間：2017-03-01 11:08:37 瀏覽：次
結(jié)晶器銅管是連鑄機(jī)十分重要的部件，是一個強制水冷的無底鋼錠模，稱之為連鑄設(shè)備的“心臟”。結(jié)晶器工作時，內(nèi)壁在鋼液的逐步冷凝狀態(tài)下進(jìn)行熱量傳入，外壁在冷卻水的環(huán)流中進(jìn)行熱量傳出，進(jìn)而實現(xiàn)熱量傳導(dǎo)。這就要求銅制結(jié)晶器具有較好的高溫強度，即在持續(xù)承受劇烈交換的環(huán)境下，在實現(xiàn)熱量傳導(dǎo)的同時，既不能出現(xiàn)再結(jié)晶軟化，又不能出現(xiàn)明顯的塑性變形。方坯連鑄結(jié)晶器是一種典型的主要受熱應(yīng)力作用的換熱構(gòu)件，保證其安全性是非常重要的。
科研人員運用有限元軟件ANSYS熱分析模塊對澆鑄0.2%C鋼水的10mm銅結(jié)晶器壁面的溫度場、應(yīng)力場及位移場的分布狀況進(jìn)行數(shù)值模擬，比較得出在不同換熱系數(shù)工況下結(jié)晶器壁面的惡劣服役部位的安全性。結(jié)果表明，結(jié)晶器熱面峰值溫度為525K，冷面的峰值溫度為475K；結(jié)晶器外壁圓角變形值為0.789mm，較內(nèi)壁變形大；結(jié)晶器最大等效應(yīng)力和最大應(yīng)變均出現(xiàn)在鋼液與空氣接觸的內(nèi)壁圓角處，分別為218MPa和0.002079。結(jié)晶器溫度、變形和應(yīng)力均滿足連鑄安全性要求。
