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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