铸轧速度对熔池内温度场的影响

采用ANSYS有限元软件对双辊铸轧低碳钢过程进行模拟。研究发现,铸轧速度对铸带与铸辊之间的热传导系数有一定影响,对凝固终了点的位置也有很大影响。当铸轧速度提高,带材表面温度和中心温度也提高,而且带材凝固点有所下移,熔池表面温度也有所增加。铸轧速度是保证铸带质量和实现稳定铸轧的先决条件。     

铝带坯连续铸轧变形的有限元分析

采用Ｌéｖｙ－Ｍｉｓｅｓ塑性流动理论确立连续铸轧坯塑性变形的本构方程,根据铸坯材料的实际可压缩性,对Ｌéｖｙ－Ｍｉｓｅｓ屈服函数进行了修正．用有限单元法建立了变形体的势能泛函,并采用Ｓｕｍｔ－Ｐｏｗｅｌ罚函数优化方法计算势能泛函的极小值,建立了一种在变温条件下求解塑性变形体位移速度场的数值方法,并由此计算出变形体的应力应变分布及轧制力．实例计算结果与实测值较吻合．     

铝带连续铸轧工艺的现状及研究进展

介绍了铝带坯连续铸轧工艺的特点及连续铸轧过程中面临的关键问题，结合国内外研究现状，展望了连续铸轧技术的发展趋势。     

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.     

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     

双辊铸轧中辊套传热的集肤效应及最大铸轧速度

基于热平衡原理,用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了双辊连续铸轧中辊套二维稳态传热计算模型;分析在不同转速、材料和内冷等工况下旋转辊套的传热规律,揭示了辊套传热的"集肤效应"和铸轧不同板坯厚度时能够达到的最大铸轧速度.仿真研究表明:随着铸轧速度的提高,"集肤效应"越明显;改变内冷条件,如与内部冷却水的换热系数从5000W/(m2·K)增至25000W/(m2·K),铸轧速度提高不明显;而应用导热性能好的铜辊套,由于其热穿透能力提高,铸轧速度大大提高.     

双辊铸轧过程金属熔池液面的优化控制

在采用双辊铸轧技术生产金属薄板的过程中,辊间金属熔池液位会对薄板质量产生直接影响,由于液位控制参数间存在着强耦合关系,传统控制手段难以实现最优控制。采用以模糊数学和控制理论为基础的模糊控制是实现熔池液位智能控制的有效方法。但传统的模糊控制极大地依赖于专家经验,这使控制过程具有了主观性和不确定性。为此本文提出一种基于自适应遗传算法优化的双辊铸轧机金属熔池液位的模糊控制方法。仿真证明,与传统的模糊控制相比,改进的控制方法在动态性能上有明显提高。     

磷的表面逆偏析对铸轧低碳钢力学性能的影响

通过组织分析探讨了铸轧薄带中磷的表面逆偏析的形成,通过力学性能测试研究了磷的表面逆偏析对铸轧低碳钢力学性能的影响.结果表明,铸轧薄带经冷轧和退火处理后磷在薄带表面形成一均匀的富磷层,当磷质量分数超过0.15%时,常规薄带的延伸率开始急剧下降,而磷质量分数为0.26%的铸轧薄带的延伸率保持在30%左右,即铸轧工艺能够将带钢的容磷能力提高大约0.1%;铸轧薄带韧脆转变温度(DBTT)均比相同磷含量的常规薄带低.     

双辊铸轧不锈钢薄带开裂机制分析

采用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对双辊铸轧304不锈钢薄带裂纹及组织特征进行了观察,并结合能谱仪(EDS)对微区成分和夹杂物进行了分析。结果表明,铸轧薄带上的裂纹在薄带表面凹痕处产生,并沿柱状晶晶界向内部扩展,终止于柱状晶与心部等轴晶交界处;在柱状晶区内存大量缩孔和夹杂,在铸轧机械应力和热应力的共同作用下,破坏了材料的连续性;铸轧裂纹断面存在氧化现象,说明铸轧裂纹在铸轧凝固的高温阶段生成。     

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。     

间接挤压铸造工艺参数对铝合金中Si偏析的影响

研究间接挤压铸造工艺条件下,浇注温度、挤压压力、挤压速度、冷却速度及参数间的交互作用对6066铝合金中Si元素的偏析影响规律. 以凝固后零件热节位置硅的质量分数与合金初始硅的质量分数的差值定量表征偏析程度,采用考虑一级交互作用的四因素两水平正交设计,研究间接挤压条件下硅的偏析现象. 结果发现:浇注温度、挤压压力、挤压速度和冷却速度对硅偏析都有影响,其中浇注温度是影响最显著的因素. 随着浇注温度的升高,铝合金中Si偏析程度减小. 挤压压力和挤压速度对硅偏析的影响次之,但两者的影响趋势相反;模具冷却能力的影响程度与挤压压力和挤压速度的交互作用的影响程度相似,铜模套(高冷速)比钢模套(低冷速)的硅偏析程度要轻. 间接挤压铸造条件下,工件热节位置可以出现硅的负偏析.     

连铸坯凝固过程应力模型综述

简要分析了不同作者的连铸凝固过程应力模型。 A.Grill等人对 80 0～ 1 50 0℃范围内钢的力学性能与温度的关系进行了假设 ,采用有限单元法 ,根据温度梯度及支撑辊的压力来计算铸坯的应力场 ,建立了应力模型 ;K.Sorimachi对 A.Grill模型进行了改进 ,假设钢在连铸温度 (80 0～ 1 50 0℃ )下的机械性能只与温度和应变速率有关 ,且应变速率为常数 1 0 - 3s- 1,忽略其它变量对机械性能的影响 ;蔡开科考虑铸坯温度回升 ,建立了铸坯热 -弹 -塑性应力模型。     

沥青带材流延工艺冷却过程数值模拟

为了探究沥青带材在流延加工时的冷却过程以及优化生产工艺,通过计算流体力学(CFD)数值模拟,将沥青带材的流延加工过程简化成2D高黏度流体与传热过程,建立了多层沥青带材-冷却辊二维模型,并分析了带材厚度、进料位置和辊筒直径对沥青流延工艺传热过程的影响。结果表明：沥青厚度对辊筒冷却段的降温过程影响显著,第一层流延沥青的厚度越小,辊筒对其冷却效果越好,越有利于第二层覆膜;适当前移第一次沥青流延的进料位置,并缩短两次进料的间距,能够改善辊筒的冷却效果;增大冷却辊筒直径可以增加冷却时间,提高冷却效果。     

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。     

铝合金复合板的双流双辊铸轧制备

提出了一种新型的复合板带制备技术——双流双辊铸轧技术,并用该方法制备了6063/7050铝合金复合板带,验证了采用双流双辊铸轧技术制备铝合金复合板材的可行性.利用两个熔炼炉分别把6063和7050两种铝合金原料熔化后,将液体注入带有两个狭缝水口的中间包中,通过立式双辊铸轧机铸轧得到4mm厚的6063/7050铝合金双金属复合板带.微观组织和力学性能检测发现,两种金属在结合面处形成了良好的冶金结合,为达到良好性能,板带需要后续深加工.     

两相连续铸钢问题非稳态解的渐近性质

 在已经证明了两相连续铸钢问题非稳态解的存在性,唯一性及周期解的存在性的基础上,进一步研究了解的渐近性质:如果边界上给出周期边界条件,则当t^→+∞时初边值问题的解一致收敛到周期解.主要方法是估计未知函数的一致连续模.     

双辊薄带连铸温度场与凝固组织数值模拟研究

为了解决薄带连铸工业生产线调试过程中断带、铸带鼓包等问题,提高薄带连铸凝固组织表面质量,基于ProCAST有限元软件,建立双辊薄带连铸工艺的非稳态模型,对Q195凝固过程的温度场及凝固组织进行模拟,采用单一变量法,研究不同工艺参数,包括浇铸温度、拉坯速度、换热系数及熔池高度对凝固过程温度场与凝固组织的影响规律。结果表明,现有工况条件Q195钢双辊薄带连铸过程中在最优参数为浇铸温度1 590℃、拉坯速度为1.0 m/s、换热系数为2 000 W/(m²·K)、熔池高度为188 mm时,能够有效防止鼓包和断带,细化晶粒,提高薄带坯的质量。研究薄带凝固过程中的温度场、凝固组织及应力场的变化规律,对提高带材质量、推动薄带铸轧工艺国产化具有重要意义。     

不同铸造方法对船用螺旋桨毂成型质量的影响

采用ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铝青铜合金为结构材料,研究3种不同铸造方法对船用桨毂组织性能的影响。结果表明,重力铸造桨毂窗口下方有大量氧化夹渣存在;低压铸造容易获得组织致密、性能优良的桨毂,但工序较多;离心铸造可获得较为致密的桨毂断面组织,二次氧化夹渣状况较重力铸造得到明显改善,但离心转速超过150r/min时,容易产生缩孔和缩松。