外冷在铝材铸轧过程中的作用机理

外冷技术是实现铝材超薄快速铸轧的关键技术之一,它通过在铸轧过程中对铝板和辊套外表面进行强制冷却以达到提高系统的传热能力,增加铸轧速度,提高铝材质量的目的．作者在研究了铸轧过程传热模型和辊-板系统温度场特点的基础上,分析了外冷板面和辊面对辊套和铝板的温度场及铸轧速度的影响规律．研究结果表明随着铸轧速度的提高,外冷板面对提高铸轧速度的影响逐步减少,而外冷辊面对提高铸轧速度的影响逐步增强．造成这一现象的原因在于外冷板面和外冷辊面对提高铸轧速度的作用机理不同,因此,应将辊面外冷作为外冷技术的发展方向,通过采用高效外冷介质,合理设置外冷区间来满足超薄快速铸轧对外冷技术的要求．本研究对确定铝材铸轧过程中的外冷技术方案,具有重要的意义．     

铜辊套对铝带双辊铸轧速度提升的量化研究

双辊铸轧工艺是一种短流程、高效、低能耗的近终成形工艺。但较低的铸轧速度成为制约提高铸轧工艺生产效率的关键因素。基于此，使用换热效率更高的铜辊套成为提高铸轧工艺生产效率的研究热点。本文通过数值模拟与实验，探究了铜辊套与钢辊套分别能够达到的最快铸轧速度，量化铜辊套对铸轧速度的提升效果。模拟结果与实验结果均表明，基于本实验平台，稳定铸轧时，铜辊套的最快铸轧速度可达到10 m/min,是钢辊套的2.5倍。最后建立了双辊铸轧稳态的热阻模型，通过计算得到，在相同条件下，铜辊套的热流量是钢辊套的4～8倍。上述研究结果能够为工业化铸轧机提速改造提供理论依据和指导。     

双辊铸轧高速钢薄带退火时碳化物的球化机理

在实验室新建的水平式双辊铸轧机上进行了W9高速钢薄带的铸轧实验研究,得到了主要工艺参数对铸带显微组织分布的影响规律,给出了实验室条件下W9高速工具钢薄带铸轧工艺参数的最佳变化范围·研究了铸轧对高速钢薄带的组织及碳化物形态的影响,铸轧高速钢显微组织主要由马氏体、残余奥氏体及共晶碳化物组成,不存在鱼骨状莱氏体组织,薄带内的残余奥氏体的质量分数仅为10%左右·碳化物以片层状M2C型为主,呈断续网状分布在晶界上,而M6C型的鱼骨状碳化物很少·铸轧高速钢薄带的退火组织主要为索氏体组织和碳化物·碳化物球化的机理在于铸轧改善了共晶碳化物球化的动力学条件,使碳化物层片明显细化,有利于碳化物的球化,同时铸轧有利...     

辊套材料的导磁性对铸轧区磁感应强度的影响

采用对比实验考察在新型材料辊套和合金钢辊套下铸轧区磁感应强度的差异;根据电磁场理论,研究上述2种辊套材料对铸轧区磁场的衰减和屏蔽效应.研究结果表明:合金钢辊套的相对磁导率为300,是新型辊套材料的300倍;合金钢辊套对磁场既具有衰减作用又具有聚磁效应,衰减作用使铸轧区的磁感应强度减小,聚磁效应使磁感应强度增大;合金钢辊套对磁场的聚磁效应比对磁场的衰减作用强,使铸轧区的磁感应强度增大5%左右.新型材料辊套对磁场只有衰减作用,使铸轧区的磁感应强度降低5%左右.当电磁感应器的励磁电流为10 A、励磁频率为13 Hz时,在合金钢辊套下比在新型材料辊套下铸轧区的磁感应强度大10%左右.从磁场利用的角度考虑,在电磁场快速铸轧技术中使用合金钢辊套比使用新型材料辊套更好.     

双辊铸轧镁合金板表面形貌及微观组织分析

以自行设计的立式双辊铸轧机铸轧出的厚度为2.5～5.0mm的镁合金铸板为研究对象,提取镁合金板铸轧过程中铸轧速度、铸轧力及辊缝实时变化数值,分析了铸板板形的波动原因,观察了不同铸轧速度条件下镁合金板的表面形貌和微观组织。当铸轧速从8m/min提高到16m/min时,铸板厚度由5.0mm减小到2.5mm,随着铸轧速度的提高,枝晶区比例相应提高。铸轧速度达到16m/min时,中心等轴晶区会缩小甚至消失。在本文实验冷却条件下,不同铸轧速度的铸板每侧枝晶生长高度距铸板表面都约为1mm,结果表明,2.5mm左右是铸轧较理想的板厚。     

双辊薄带下不锈钢铸轧过程的耦合数值模拟

采用有限元法模拟了双辊铸轧不锈钢过程的流热耦合问题;分析了铸轧速度对熔池内流场、温度场的影响以及流场与温度场之间的相互影响;给出了凝固过程中熔池与铸轧辊之间的热流密度变化趋势及随铸轧速度的变化规律,并把此模拟的结果与试验的结果相比较,吻合较好;通过熔池内温度场及温度梯度分析了熔池内凝固的发展及其对热流密度变化的影响·此模拟结果可以为控制铸轧过程的稳定提供有效的数据     

异径双辊薄带铸轧钢液初始凝固的传热特性

采用有限差分和二维非稳态凝固传热模型,应用边界适体坐标(ＢＦＣ)技术对异径双辊薄带铸轧熔池中钢液的初始凝固传热特性进行了数值仿真·分析了铸轧起始阶段熔池内温度场的发展变化及辊面凝固薄壳的生长过程,指出１００ｓ为适宜的起始铸轧时间,此时凝固末端距熔池出口约９～１０ｍｍ·探讨了钢液过热度、辊壁内表面与冷却水的对流换热系数和辊壁导热热阻等设计及操作工艺参数在起始铸轧阶段对钢液的凝固传热及凝壳形成的影响,结果发现辊壁是制约熔池中凝固传热的重要因素,直接影响着凝壳的快速生长·     

对不同条件下连续铸轧模型的辊套热分析

基于有限元分析软件Procast的连铸模块,建立了三维连续铸轧模型和数学传热模型.模拟实现了板带的连续生长,同时模拟了不同拉速和不同辊套材料条件下低碳钢双辊铸轧过程中辊套的热分布情况,揭示了不同拉速和不同辊套材质下,低碳钢在铸轧过程中辊套的温度场变化规律,基于这些规律提出一些提高辊套的寿命措施.     

双辊铸轧薄带钢实验研究及工艺稳定性分析

在异径双辊铸轧机上进行了不锈钢薄带铸轧的实验研究,掌握了诸如浇注温度、铸轧速度、铸轧压力、预留辊缝的大小等薄带钢铸轧的合理工艺参数,成功地铸轧了不锈钢带卷;对铸轧薄带的显微组织进行分析,并比较了晶粒细化的效果;依据铸轧实验研究的结果,分析了影响工艺稳定性的主要因素,得到了工艺稳定性方面的深层规律·     

双辊铸轧凝固层焊合点位置判别式的研究

在建立旋转坐标系和引进虚拟系统条件下,根据傅立叶传热微分方程,建立了双辊铸轧过程中凝固层焊合点位置的判别式K=d-4asη2ω-1arcsin(H/R)+s20+s0,由该式能够推断出凝固层焊合点的位置,即当K=0时,凝固层焊合点位于辊缝之间;当K>0时,凝固层焊合点位于辊缝之上;当K<0时,凝固层焊合点位于辊缝之下.根据这一判别式,为确保凝固层焊合点位于理想位置,铸轧速度、熔池高度和辊缝宽度三者之间应满足:arcsin(H/R)=(d+2s0)dω/4asη2.     

连铸坯铸造工艺研究现状

随着连铸技术的发展,提高连铸坯产量和质量成为连铸技术研究的主要问题之一.连铸由于其生产成本低、工作效率高、操作灵活以及高质量等优点在全世界的钢铁行业中都得到了迅速发展.近几年,高效连铸成为连铸发展的一个主要趋势.温度在铸坯凝固传热过程中备受关注,它关系着铸坯的质量和产量,决定高效连铸能否顺利进行.由于铸坯产品的质量与铸坯凝固过程密切相关,而连铸坯的凝固基本上是在二次冷却区内完成的,所以研究二冷热传输过程对了解铸坯凝固行为和保证铸坯质量也具有重要的意义.     

双辊薄带连铸铸辊材质及水冷结构分析

比较了不同成分铜合金的高温表面强度、抗拉强度,模拟冷却孔数量对热传导和温度场的影响规律.选用铬锆铜合金制成了双辊薄带连铸铸辊,在相同的工艺条件下分别采用合金钢铸辊和铬锆铜合金铸辊进行了高速钢双辊薄带连铸实验.结果表明:铬锆铜质铸辊的冷却能力较合金钢质铸辊提高60%,铜辊铸带中心层质量提高,裂纹减少;铜辊铸带的奥氏体晶粒度较钢辊铸带提高一级,凝固过程中析出的共晶碳化物也以颗粒状和鸡爪状为主,没有发现钢辊铸带中存在的半网状共晶碳化物.     

连铸二冷控制的虚拟拉速控制

介绍了连铸二冷静态控制和动态控制方法,动态控制能够很好适应拉速变化的连铸过程.在对不同二冷控制进行分析的基础上,提出一种新的动态控制方法--虚拟拉速控制."虚拟拉速"是一个基于将铸坯分割成众多单元并加以位置和生成时间追踪的过程参数,实际拉速恒定时,"虚拟拉速"与之相等;拉坯工艺发生变化时,"虚拟拉速"逼近实际拉速但具有一定延迟.模拟计算结果表明,用"虚拟拉速"代替实际拉速,静态二冷水表对铸坯温度的控制效果明显改善;该控制方法不依赖任何高温监测仪器,不需进行传热计算,适用于拉速变化时的动态过程控制.     

连铸二冷控制的虚拟拉速控制

介绍了连铸二冷静态控制和动态控制方法,动态控制能够很好适应拉速变化的连铸过程。在对不同二冷控制进行分析的基础上,提出一种新的动态控制方法——虚拟拉速控制。"虚拟拉速"是一个基于将铸坯分割成众多单元并加以位置和生成时间追踪的过程参数,实际拉速恒定时,"虚拟拉速"与之相等;拉坯工艺发生变化时,"虚拟拉速"逼近实际拉速但具有一定延迟。模拟计算结果表明,用"虚拟拉速"代替实际拉速,静态二冷水表对铸坯温度的控制效果明显改善;该控制方法不依赖任何高温监测仪器,不需进行传热计算,适用于拉速变化时的动态过程控制。     

铝带快速铸轧机轧辊强度的有限单元法分析

在铝带快速铸轧新技术与设备的研制开发中，由于铸轧辊工作在高温、高压力、高轧制速度的条件下，而且铸轧辊与铸轧产品质量的各种指标有着直接的关系，因此，其强度设计是关键技术之一．作者运用有限元软件Al-gor和工程技术语言Matlab幽编程对2套某厂正常使用的铸轧辊以及针对快速铸轧而设计的铸轧辊进行了强度仿真计算和分析，采用将辊套和辊芯之间的热装配应力、扭矩产生的剪应力和轧制力产生的轧制应力三者分别进行预处理后再叠加，然后进行应力场综合分析计算的方法，获得了快速铸轧状态下铸轧辊在热装配预应力、轧制扭矩以及轧制力等多应力场条件下更符合工况的综合应力状态．此外，探讨了改善铸轧辊应力状态的策略及方法，为实现铸轧辊适应铝材快速铸轧工艺提供了一种新的分析及设计方法，这对改善铸轧辊的强度设计具有指导意义     

基于ZG340-640铸钢件的拨叉铸件铸造工艺CAD设计

依据ZG340-640(铸钢牌号)型号铸钢件的拨叉铸件的结构、工作原理和工艺特性,制定了拨叉铸件的铸造工艺方案。通过确定拨叉铸件铸造工艺参数和浇注系统类型,对浇注系统各组元的尺寸和截面大小进行设计。同时,对冷铁和冒口的作用进行分析,确定了冷铁和冒口的类型及其安放的位置,并计算出其数量和尺寸。最后,运用CAD设计出了拨叉铸件的铸造工艺图。     

连铸保护渣渣膜润滑的研究现状

连铸中，特别是高速连铸条件下，渗入结晶器与凝固坯壳之间的保护渣渣膜的润滑状态对连铸过程有着重要的影响，本文介绍了国内外对渣膜润滑的主要研究成果。     

连铸保护渣渣膜润滑的研究现状

连铸中,特别是高速连铸条件下,渗入结晶器与凝固坯壳之间的保护渣渣膜的润滑状态对连铸过程有着重要的影响,本文介绍了国内外对渣膜润滑的主要研究成果.     

铜板带水平连铸生产工艺及铸坯缺陷探究

随着国民经济的持续快速发展,国内对铜合金带材的需求量也在逐年增加。水平连铸是目前生产铜及铜合金带材的重要工艺。主要从国内外水平连铸技术的发展历史、水平连铸设备、水平连铸的生产工艺流程、结晶器的基本结构和水平连铸的优点等方面对铜板带的水平连铸进行了论述与介绍。并且重点分析了铜合金板带坯在凝固过程中产生表面凹坑、气孔、晶粒不均匀、边部裂纹、反偏析、缩松等缺陷的原因,并提出了相应的改善措施,有效预防了缺陷的产生,提高了带材的成品率,延长了结晶器的使用寿命。并对铜板带水平连铸未来的发展趋势进行了展望。     

单晶铝线材连铸工艺的试验研究

根据单晶连铸技术原理,分析了单晶连铸过程的主要影响因素,并根据流体力学模型以及传热模型计算了液体金属压力和牵引速度。结果表明:根据模型确定的参数是合适的,并在铸型温度为690～780℃、冷却距离为50mm、牵引速度为1.1mm/s、开始时静压头为5～6mm、连铸时动压头为2mm左右的工艺条件下获得了Φ8mm高品质的单晶铝线材。