连铸工艺作为现代钢铁生产的基石,其核心在于将熔融金属在模具内凝固成半成品板坯。模具的热分析对于确保凝固过程的一致性、优化热提取效率以及最小化缺陷至关重要。近年来,数值模拟与实验技术的进步,显著加深了业界对模具内部温度梯度、热通量分布及瞬态温度场的理解。这些突破不仅实现了更精准的过程控制,还有效降低了能耗并提升了最终产品的品质。
流体 - 固体耦合模型与热机械模拟的集成应用,为揭示模具设计、冷却策略与铸钢微观组织之间的相互作用提供了全面视角。近期研究重点在于开发能够捕捉模具与冷却系统间复杂相互作用的先进模型。一项引人注目的研究展示了三维流体 - 固体耦合模型在解析薄板坯连铸模具非均匀热通量方面的应用,阐明了模具几何形状与冷却水道设计对温度分布的具体影响。
与此同时,针对高锰钢初始凝固行为的研究,强调了模具热性能在超低温条件下管理相变与机械变形中的关键作用。基础工作还通过耦合热机械模拟优化了模具锥度,揭示了热应力变化及铸坯壳厚的规律,进一步凸显了定制化模具设计在减少铸造缺陷方面的重要性。这些研究 collectively 彰显了热分析在全球范围内 refining 连铸工艺与提升钢铁质量方面的核心地位。
对于中国钢铁行业而言,随着高端特种钢需求的增加,借鉴国际前沿的热分析技术,特别是利用多物理场耦合模拟优化模具设计与冷却系统,将是实现从“钢铁大国”向“钢铁强国”跨越的关键技术路径,值得国内企业重点关注并投入研发。