在板坯连铸过程中,钢液在结晶器内的行为对铸坯品质有决定性的影响。由于进入结晶器的高温钢液具有较大的动能,所以对卷渣、凝固传热、结晶器内的温度场分布、凝固壳厚度分布都有重要影响,从而最终影响到铸坯质量。用数值模拟的方法对连铸结晶器内钢液的流动和传热过程进行研究是近年来该学科发展的前沿领域,其主要目的是掌握结晶器内钢液流动的规律和凝固壳分布情况,为工业生产控制、结晶器设计提供可靠的理论依据。本文利用某钢厂的生产技术参数并查阅了大量文献资料,对结晶器内钢液的速度场和温度场进行分析。本文研究的主要内容如下:(1)建立流场和温度场数值模拟的数学模型,给出钢液流动、传热的控制方程,依据现场工艺参数确定模拟的边界条件和物性参数。(2)运用非线性有限元分析软件Marc进行仿真计算,得出稳定浇铸状态下结晶器内铸坯的温度分布,分析了结晶器内凝固壳的厚度分布,考虑主要工艺参数对温度场的影响,分别计算了不同拉速和不同浇铸温度下铸坯表面温度的变化,以及对凝固壳厚度的影响。(3)考虑结晶器内凝固坯壳的影响,运用流体分析软件Fluent进行计算,模拟稳定浇铸状态下结晶器内钢液的流场分布;在不同拉速和不同浸入深度条件下,分别模拟了结晶器内钢液流场的分布,分析主要浇铸工艺参数对流场的影响。合理的流场有利于结晶器内钢液夹渣的上浮,合理的温度场能改善结晶器内部传热进而改善铸坯的内部质量,因而研究结晶器内流场和温度场具有一定的实际意义,对提高铸坯质量有重要作用。