Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Кристаллизаторы машин непрерывного литья стальных слябовых заготовок 10
1.2 Теплообмен при формировании слитка в кристаллизаторе 22
1.3 Математические модели затвердевания и охлаждения слитка при непрерывной разливке стали 32
1.3.1 Модель затвердевания и охлаждения слитка 32
1.3.2 Модель нагрева рабочей стенки кристаллизатора 37
1.4 Выводы по главе 40
2 Стационарная модель тепловых процессов в системе «слиток-стенка кристаллизатора с пазами прямоугольного сечения» 42
2.1 Основные идеи математического описания 42
2.2 Математическое описание тепловых процессов в системе «слиток-стенка кристаллизатора с пазами прямоугольного сечения» 45
2.2.1 Основные допущения в расчетном сечении и процессах 45
2.2.2 Подмодель «слиток» 47
2.2.3 Подмодель «стенка» 50
2.2.4 Теплоотдача от рабочей стенки к воде 51
2.3 Дискретная модель тепловых процессов в системе «слиток - стенка кристаллизатора с пазами прямоугольного сечения» 53
2.3.1 Дискретная подмодель «слиток» 53
2.3.2 Дискретная подмодель «стенка» 55
2.4 Тестирование, адаптация и проверка адекватности модели 59
2.4.1 Тестирование при охлаждении путем принудительной конвекции 59
2.4.2 Адаптация и проверка адекватности модели 62
2.5 Выводы по главе 67
3 Динамическая модель тепловых процессов в системе «слиток-кристаллизатор» 69
3.1 Особенности моделирования тепловых процессов в системе «слиток — кристаллизатор» 69
3.2 Математическое описание тепловых процессов в системе «слиток-кристаллизатор» 71
3.2.1 Подмодель «слиток» 71
3.2.2 Подмодель «стенка кристаллизатора» 73
3.2.3 Определение углового коэффициента излучения с поверхности шлака на медную стенку кристаллизатора 75
3.3 Дискретная модель тепловых процессов в системе «слиток -кристаллизатор» 78
3.3.1 Дискретная подмодель «слиток» 78
3.3.2 Дискретная подмодель «стенка кристаллизатора» 80
3.4 Тестирование и проверка адекватности модели 82
3.5 Выводы по главе 88
4 Исследование тепловых процессов, протекающих в системе «слиток - стенка кристаллизатора» 89
4.1 Разработка методики приведения стенки с пазами прямоугольного сечения к плоской пластине 89
4.2 Исследование термических сопротивлений в системе «корка - охлаждающая вода» 92
4.3 Исследование влияния толщины медной стенки на максимальную температуру рабочей поверхности 95
4.4 Исследование тепловых процессов протекающих в непрерывнолитом слитке и кристаллизаторе 100
4.4.1 Исследование влияния геометрии канала прямоугольного сечения на температурные показатели стенки кристаллизатора 100
4.4.2 Исследование влияния геометрии канала прямоугольного сечения на неравномерность охлаждения медной стенки кристаллизатора 111
4.5 Исследование влияния переходных режимов разливки на тепловые процессы в слитке и стенке кристаллизатора 123
4.6 Выводы по главе 136
Заключение 138
Список литературы 140
Приложение 152
