连铸大方坯轻压下过程的变形行为

首先从理论上描述了轻压下过程铸坯的三维变形行为,并采用有限元法定量分析了轻压下工艺对铸坯变形行为的影响规律.结果表明:铸坯宽展变形和延展变形达到平衡后,随着压下量增加,铸坯延展率随压下量呈直线关系变化.在相同轻压下条件下,随铸坯长宽比和中心未凝固率的增加,铸坯宽展效率和延展效率下降,压下效率增加.     

大方坯连铸过程凝固规律

通过建立425mm×320mm连铸大方坯二维凝固传热数学模型,模拟了凝固坯壳的长大过程,并通过窄面射钉实验对数学模型进行了验证,精确得到了任意位置处大方坯凝固坯壳的厚度分布情况及最终凝固终点的位置,发现经典的凝固平方根定律对于连铸大方坯的凝壳长大进程不再适用．回归宽面中心坯壳厚度与凝固时间平方根的关系式发现,结晶器弯月面至二冷区出口,近似为线性关系,符合平方根定律,二冷区出口至凝固终点,二者为非线性关系,不再符合平方根定律．     

轻压下技术在连铸中的应用及研究

主要介绍了轻压下技术最近的发展情况。根据其在不同厂家的应用效果，分析了压下参数对铸坯内部质量的影响。分析表明，较大的压下量有利于改善中心疏松，但却会加重铸坯裂纹。压下量一般以6～7mm为宜，超过此值后压下量继续增加，中心偏析无明显改善，中心裂纹却增加。轻压下技术对铸坯的凝固组织也有一定的影响，可以显著提高凝固组织中的等轴晶率。开发更准确、响应速度更快的热跟踪模型、压下模型是轻压下技术未来的发展方向。     

连铸坯凝固冷却过程的控制

本文论述了保证优质高产的连铸坯凝固冷却的“冶金标准”,以某厂弧形连铸机为例计算了不同操作因素—拉速,比水量,二冷区各段水量分布,钢水过热度,液相穴内钢水对流运动和二冷水温度等对连铸坯凝固“冶金标准”的影响,给出了其影响的定量关系。并指出:拉速是影响液相穴深度和凝固壳厚度的主要因素,而比水量和水量分布是影响铸坯表面温度的主要因素。为合理控制操作参数,根据计算结果,整理出坯厚、拉速、比水量、液相穴深度和生产率之间的关系图,利用此图有助于选择合理的操作参数。     

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。     

合金钢连铸坯动态凝固过程数值模拟

针对合金钢连铸坯凝固过程中存在的疏松、偏析、裂纹等问题,以现场实际连铸机为研究对象,依据200mm×200mm合金钢的连铸工艺,建立了铸坯凝固传热数学模型,确定了边界条件,初始条件,不同冷却段的表面热流,以及所研究钢种的物性参数·特别是通过把坐标系建在连铸坯之上,解决了计算整个铸坯纵断面上在不同过热度、不同拉速、不同时间、不同位置上动态凝固过程的温度场问题·模拟计算结果与实际铸机上的测试结果吻合较好,从而为调整连铸工艺参数,确定连铸坯末端电磁搅拌器安装位置及电磁参数,提高连铸坯质量找到依据·     

连铸坯凝固传热过程的数学模型分析

连铸坯凝固传热数学模型对定量分析连铸过程中的热量传递、改善连铸坯质量及实现过程级的动态控制有重要意义．分析了连铸坯在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点;重点讨论了建立连铸坯凝固传热数学模型的主要方法,给出了当前代表性的定解条件及参数确定方法;对凝固传热模型的主要数值计算方法,如有限差分法、有限元法以及边界元,进行了对比分析;指出进一步开发实用化凝固传热模型,研究连铸坯凝固传热动态控制模型将在高效连铸生产中发挥更大作用．     

螺旋连铸坯凝固过程仿真系统的开发

在建立了螺旋连铸坯传热数学模型并用有限插分法进行求解的基础上,应用VisualC++编制了螺旋连铸坯仿真系统·系统采用多文档界面,支持用户交互输入数据·通过用户的输入数据建立三维的螺旋连铸坯模型·采用科学计算可视化的方法,以颜色值代表温度值,将温度值的变化动态直观地输出至界面·为便于观察连铸坯的局部,系统界面还支持三维模型的旋转、平移、动态缩小/放大和局部放大等功能,从而为确定合理的拉坯速度和确定切分机构的理想位置提供了理论依据·     

37Mn5连铸圆坯凝固过程数学模拟

为控制油井管用连铸圆坯质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用ProCAST软件对37Mn5钢Φ150mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果相一致.模拟结果表明,在过热度为(20±5)℃,拉速为2.5m.min-1条件下,可以控制结晶器出口坯壳厚度、铸坯液芯长度和铸坯表面温度在合适的范围内,有利于防止铸坯表面裂纹和内部裂纹等缺陷的产生和保证浇铸安全,并实现较高的生产率.     

凝固末端电磁搅拌和轻压下复合技术对大方坯高碳钢偏析和中心缩孔的影响

基于ANSYS软件建立了310mm×360mm断面大方坯连铸过程二维凝固传热数学模型,并采用窄面射钉试验及铸坯表面测温试验对模型的准确性进行了验证.通过模型研究了过热度、拉速和二冷比水量对铸坯中心固相率以及凝固坯壳分布的影响,并结合高碳耐磨球钢BU的高温拉伸试验结果,确定了最佳的拉速以及最优轻压下压下区间要求.通过工业试验对理论模型进行了验证,并分析研究了拉速对采用凝固末端电磁搅拌(F-EMS)以及凝固末端17mm大压下量的轻压下技术生产310mm×360mm断面大方坯高碳耐磨球钢BU铸坯的偏析和中心缩孔的影响.结果表明:采用凝固末端电磁搅拌和轻压下复合技术,通过调整拉速优先满足轻压下压下区间要求,可显著降低中心偏析、V型偏析及中心缩孔,但如果仅达到凝固末端电磁搅拌位置要求时,则铸坯中心质量不会得到明显改善.拉速为0.52m·min-1且轻压下压下区间铸坯中心固相率为0.30~0.75时,偏析和中心缩孔有很大程度的改善,不合理的压下量分配会引起铸坯出现内裂纹以及中心负偏析.     

连铸坯凝固过程温度模拟系统的开发和研究

建立了连铸板坯凝固过程温度场数学模型。模型中引入了连铸坯在结晶器中表面热流规律的修正方程。针对板坯形状规则的特点，采用有限差分法建立了数学模型。在MATLAB平台下对二冷区内板坯温度场进行分析模拟，以渐变色形式模拟显示了连铸板坯任意截面温度场的等值线、二维及三维可视化显示，显示结果直观。以某钢厂铸机参数及铸坯尺寸为实例进行了模拟分析。模拟结果表明：连铸坯各测量截面的温度与实际测量温度分布相符。该模拟系统为板坯连铸生产过程工艺参数设定与优化提供了理论依据及有效的分析手段，可应用于实际预测当中。     

结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数学模型，在坯壳面表面边界条件中引入与气隙相关的传热模型修正平均热流量方程，研究了铸坯角部气隙对坯壳凝固行为的影响，模拟结果表明，铸坯角部形成的气隙流量显著地长低了坯壳表面的换热，使得铸坯偏角区成的为热节区，此热节区是铸坯凹陷，裂纹等缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

高碳钢连铸坯凝固过程溶质宏观偏析的数值模型

采用FeC二元合金的紊流、凝固传热及溶质传输三维耦合模型,针对铸坯不同碳质量分数对凝固过程溶质分布的影响进行数值模拟,凝固过程以柱状晶生长方式进行,遵循局部热力学平衡·研究发现,与低碳钢相比,高碳钢的凝固坯壳较薄,等温曲线较为光滑,糊状区范围较大·碳质量分数较高的钢种,偏析较轻;而低碳钢,偏析较为严重     

连铸坯凝固过程平面枝晶微观偏析模拟研究

为解决连铸钢坯偏析问题,基于菲克第二定律和质量守恒定律,建立了一维平面枝晶生长凝固偏析数值模型。应用有限容积法离散传质方程,离散后的方程用VB编程求解,研究X70管线钢凝固过程中在二次枝晶间距范围内的C,Si,Mn,S,P各元素质量分数分布随凝固进程和冷却速率的变化规律。结果表明:固相率的变化对合金元素在二次枝晶间偏析影响较大,冷却速率对其影响较小;随着固相率的增加,各合金元素的固相成分增加较少,液相成分质量分数快速增加;S和P元素在固相中的分布较均匀,S凝固终了的偏析指数最高,C偏析指数最小。在实际生产中应适当控制S和P元素的含量。     

高炭钢连铸坯凝固过程溶质宏观偏析的数值模型

采用Fe-C二元合金的紊流、凝固传热及溶质传输三维耦合模型,针对铸坯不同碳质量分数对凝固过程溶质分布的影响进行数值模拟,凝固过程以柱状晶生长方式进行,遵循局部热力学平衡研究发现,与低碳钢相比,高碳钢的凝固坯壳较薄,等温曲线较为光滑,糊状区范围较大碳质量分数较高的钢种,偏析较轻;而低碳钢,偏析较为严重.     

连铸板坯轻压下过程中间裂纹产生机理

针对板坯连铸过程中间裂纹严重的问题,对中间裂纹的形貌、元素偏析等情况进行分析.通过建立有限元模型,对不同压下位置和不同压下量凝固前沿的受力情况进行计算并与临界应力值进行对比.结果表明：C、P、S等元素在晶界处富集只是促使中间裂纹开裂的内因,真正造成铸坯开裂的原因是凝固前沿所承受的拉应力.铸坯通过矫直段时,多处位置的凝固前沿所承受的拉应力超过钢的临界值,导致凝固前沿容易开裂延伸,形成中间裂纹;而弧形段和水平段处凝固前沿所承受的拉应力不超过钢的临界值,无裂纹产生.统计现场大量轻压下的实验结果显示：轻压下避开矫直区进行时,中间裂纹的发生率降低约41.3%.     

连铸坯铸态组织中的微孔隙率对凝固过程的指示作用

一、前言铸坯的铸态组织直接关系到轧后材的性能而为人们所关注。曾发表许多关于凝固组织与凝固条件之间的关系方面的论文。对于认识凝固过程,对于研究如何提高铸坯质量是十分有益的。然而,到目前为止,定量地从凝固组织推出凝固条件还不充分,也难明确地表示二次冷却条件对铸造组织的影响。本文著者通过对连铸板坯、小方坯、水平连铸的圆坯和高速盘式连铸机浇注的矩形坯的凝固组织仔细地调查研究,初步探索出铸坯铸态组织显微收缩孔隙占基体的百分率(以下简称微孔隙率)与冷却条件之间的关系,并运用这种关系指示连铸坯的液芯形状。与钢液排出法、示踪元素法等相比,方法简便、结果准确、研究内容更为广泛,可     

钨渣在耐磨球中的应用

将钨渣应用于铸铁中研制出含W、Mn、Nb、Ta的钨渣合金耐磨球。通过矿山、水泥厂及模拟磨损试验和生产应用，结果证明其耐磨性可与高铬铸铁媲美。     

钢板坯连铸初拉阶段凝固过程数值模拟

建立了钢板坯连铸初拉阶段的三维非稳态传热凝固模型，且实现了该过程的模拟，建立了铸坯凝固层厚度与其表面热流率间的关系，用以表达不同位置上铸坯与结晶器间的换热边界条件，用直接差分法获得了不同高度断面上宽面和窄面的凝固壳厚度及其与拉坯速度随时间变化的关系。模拟结果与实际生产结果基本吻合。     

连铸坯坯壳厚度的射钉测试及凝固系数的修正

针对目前采用射钉测量铸坯坯壳厚度的方法中没有考虑钉子射入铸坯后熔化时间的问题,建立了钉子在铸坯内部的传热数学模型,同时应用有限元软件MSC.Marc对钉子熔化过程进行数值模拟,提出了凝固系数的修正方法和计算式,以实际算例说明了凝固系数、凝固终点位置在修正前后分别有0.5%和1.2%的偏差,采用修正以后的计算式,凝固系数和凝固终点的计算更为准确,对实际生产具有指导意义。