400mm特厚鋼板坯連鑄過程多場耦合分析與工藝研究的開題報告

400mm特厚鋼板坯連鑄過程多場耦合分析與工藝研究的開題報告題目：400mm特厚鋼板坯連鑄過程多場耦合分析與工藝研究的開題報告一、課題背景和意義鋼鐵是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，特厚鋼板坯在船舶、橋梁、壓力容器等重要領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。由于特厚板坯的冷卻速度較慢、應(yīng)力留存較大、變形較多等特點，其連鑄過程控制困難，質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證，因此，研究400mm特厚鋼板坯連鑄過程多場耦合分析與工藝，對保障特厚板坯制造質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率具有重要意義。二、研究內(nèi)容和技術(shù)路線本課題旨在通過分析特厚鋼板坯連鑄過程中的多個物理場之間的耦合關(guān)系，研究特厚鋼板坯連鑄過程的優(yōu)化控制策略和工藝參數(shù)。具體研究內(nèi)容包括：1.研究特厚鋼板坯連鑄過程中的物理場耦合關(guān)系，進行多場仿真分析。主要包括溫度場、流場、應(yīng)力場和變形場等物理場的計算和分析。2.研究特厚鋼板坯的結(jié)晶器形狀對連鑄質(zhì)量和板坯結(jié)構(gòu)的影響，通過建立數(shù)值模型進行研究和驗證。主要包括結(jié)晶器形狀的優(yōu)化設(shè)計和澆注過程中液流分布的模擬分析。3.研究連鑄過程中冷卻水的流量、壓力和溫度等工藝參數(shù)對板坯質(zhì)量的影響，并對連鑄機的水冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。4.開展實驗驗證研究，對仿真模擬結(jié)果進行驗證和修改，進一步優(yōu)化特厚鋼板坯連鑄過程中的工藝參數(shù)和控制策略。技術(shù)路線包括：（1）建立400mm特厚鋼板坯連鑄數(shù)值模型，開展多場相互耦合數(shù)值模擬，探究連鑄過程中多個物理場的耦合關(guān)系。（2）通過結(jié)晶器形狀的優(yōu)化設(shè)計和液流模擬分析，優(yōu)化板坯的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。（3）開展實驗驗證研究，對模擬結(jié)果進行驗證和修改，進一步優(yōu)化特厚鋼板坯連鑄過程中的工藝參數(shù)和控制策略。三、項目預(yù)期成果本項目預(yù)期達到以下成果：（1）建立特厚鋼板坯連鑄多物理場相互耦合的數(shù)值模型。（2）研究連鑄過程中物理場之間的耦合關(guān)系，探究其對連鑄質(zhì)量的影響。（3）確定工藝參數(shù)和優(yōu)化控制策略，對特厚鋼板坯連鑄過程進行優(yōu)化控制。（4）提出特厚鋼板坯連鑄過程的工藝優(yōu)化方案，提高特厚鋼板坯制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率。四、研究難點和解決方案本課題的主要研究難點包括：（1）宏觀物理場的耦合關(guān)系分析。（2）特厚板坯連鑄過程中液流分布和結(jié)晶器形狀的優(yōu)化設(shè)計。（3）實驗和模擬驗證結(jié)果的一致性和可靠性。解決方案：（1）采用多物理場相互耦合模型，建立宏觀物理場的耦合關(guān)系。（2）采用數(shù)值模擬方法，開展結(jié)晶器形狀優(yōu)化設(shè)計和液流模擬分析。（3）建立一套全面的實驗驗證體系，通過對實驗和模擬結(jié)果的比對和分析，保證結(jié)果的一致性和可靠性。五、參考文獻1.張寶德,陳進軍,肖銀祥.特厚鋼板坯連鑄過程中空氣混入現(xiàn)象的模擬[J].鋼鐵研究,2009,21(2):20-22.2.王志新,董維功,張鋒.特厚板數(shù)值模擬-雙耳形結(jié)晶器的研究[J].鋼鐵,2016,51(7):98-102.3.冉勝鋒,劉文風(fēng),陳建威.特厚板坯連鑄機鑄件品質(zhì)特點及提高措施[J].鋼鐵,2014,49(12):47-51.4.