连铸技术诞生使得20世纪下半叶钢的浇注生产获得性的飞跃，基本取代了传统的钢锭浇注铸钢模式，连铸的诞生，让钢铁的成材率获得提高，也节约了能源的消耗，更使得铸钢的生产速率得到巨大的提高。连铸技术的愈加成熟也提升了炼钢设备设计的进步，推动了厚道工序——轧制技术的升级，基本淘汰了以前的轧制机，和轧制工艺，加快了钢的浇注工艺设备的更新换代。

目前高拉速连铸技术成为国内主要的研究方向，拉速的提高也就意味着拥有更加快速生产钢铁的工艺和技术，能大大提升生产率，使得企业获得更高的盈利，带动企业更加快速的发展。但是由于某些钢种材质的特殊和设备的限制，我们不得不降低拉速，比如高铝钢的生产由于设备限制，工艺本身特殊要求，高铝钢连铸过程中目前只能采用低拉速进行连铸生产，连铸过程中结晶器内的传热对钢水的凝固过程影响十分巨大，最终对钢的质量产生巨大影响，甚至对连铸过程的顺行产生巨大影响。因此研究高铝钢连铸在低拉速连铸条件下结晶器内钢水的流体流动传热是十分必要的。

结晶器其实是一个水冷无底的“钢锭模”，通过结晶器壁内置水箱中的循环冷却水不断的和结晶器内部的钢水进行热量交换，使得钢水快速冷却，形成一层上窄下宽的凝固坯壳，而中间部分依旧是钢液，通过二次冷却区完全凝固，结晶器壁形成的凝固坯壳为连续铸钢的高效，稳定，连续生产提供了必要的条件，因此凝固坯壳的厚度也是连铸的重要因素,所以结晶器的可以视为连铸机的核心，其性能决定了连铸机的生产效率和力度还有连铸坯的质量，是连铸生产工艺中极为重要的设备部分。

而作为钢液流入结晶器的通道的浸入式水口，对于结晶器内钢液冷却影响也特别大。浸入式水口的深浅影响着钢液在结晶器内的运动，比如水口插入深了就会使得冷却水不能充分地带走钢液的热量，最终导致结晶器壁附近生成的凝固坯壳厚度不够，无法承受钢液的温度而出现裂纹、发生拉漏，或者使整个高温去下移,从而让整个连铸受到不好的影响。

1.1.2目的意义

本研究拟采用现有的商用软件，基于宝钢特钢公司现有的连铸设备和工艺条件，对连铸过程中结晶器内的流体流动和传热现象进行模拟，获得现有拉速下连铸结晶器内的速度和温度分布，在此基础上研究拉速等工艺参数对结晶器内钢水的流动速度和温度分布的影响，最终从结晶器内钢水的流动和传热的角度提出高铝钢连铸的优化工艺。

1.1.3研究内容

使用ansys软件对结晶器内的钢液进行温度场和流场的模拟，获取连铸结晶器内钢水的流场和温度场。通过调节不同的参数，比如水口插入深度，拉速的模拟，与现有的宝钢工艺的计算结果数据进行对比，寻求更加优化的工艺方法。

1.1.4研究目标

(1)获得高铝钢连铸设备和工艺条件下，钢的连珠结晶器内钢水的流场和温度场。

(2)对现有的宝钢连铸工艺提出更加优化的工艺措施。

1.2文献综述

1.2.1钢的连铸及其结晶器

图1.1连铸结晶器简单示意图

结晶器：壁内有夹套的槽形容器，用于加热或冷却槽内的钢水。

结晶器内壁受到高温钢水静压与壳体相对运动摩擦力的共同作用，其工作条件极差。为了获得合格的板坯，结晶器应符合的基本条件是：

具有良好的导热性，使钢水迅速冷却凝固成型。

它的耐磨性十分的良好，可使结晶器降低维修工作量，增加使用寿命，减少更换的次数，提升连铸的效率。

有足够的刚度，特别是在极冷极热和大温度梯度的情况下。