倒角结晶器二维有限元模型计算及应用

摘要

针对某厂连铸坯出现的角横裂纹缺陷情况,笔者利用商业有限元软件ANSYS,以断面250mm×2000mm的连铸坯为计算对象,对不同尺寸的倒角结晶器温度场进行了2D有限元模拟,并比较了直角结晶器和35×35mm倒角结晶器的温度场和应力场.模拟计算结果表明:当倒角尺寸为35mm×35mm时,倒角部位的最低温度达到918℃,角部最低温度从高温拉伸曲线的高温侧逐渐脱离了脆性区；相比直角铸坯,倒角铸坯完全消除了角部的应力集中现象.即采用倒角结晶器后,铸坯Z向应力最大值降低19.2％,角横裂纹出现的可能性大大降低.该厂对倒角结晶器的应用也取得了良好效果,连铸坯角横裂纹发生率由直角的19.38％降低到1.6％以下.