连铸方坯感应补热过程的有限元模拟

根据电磁感应理论及传热基本原理，利用ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟；对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布、铸坯在感应器内的吸收功率等进行了分析，所得结果与实测符合的较好，从而对“热送直礼”新工艺的开发与应用提供了重要参考依据。     

连铸方坯感应补热过程温度分布模拟

随着连铸技术应用的不断扩展,连铸坯感应补偿加热技术的优越性已充分显示.结合感应加热理论与传热学理论,建立了连铸方坯感应补热过程中截面温度分布的预测模型.模型可再现连铸方坯截面温度及其分布在补热过程中的变化情况,揭示了感应补热装置的频率、功率、坯料运行速度及其最终截面温度分布之间的关系,对感应补热装置的研制有重要意义.     

连铸方坯感应补热过程的有限元分析

根据电磁感应理论及传热基本原理,利用大型工程软件ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟,并对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布等进行了分析. 模拟结果与实测结果一致.     

连铸方坯感应站热过程温度分布模拟

随着连铸技术应用的不断扩展，连铸坯感应补偿加偿技术的优越性已充分显示。结合感应加热理论与传热学理论，建立了连铸方坯感应补热过程中截面温度分布的预测模型。模型可再现连铸方坯截面温度及其分布在补热过程中的变化情况，揭示了感应补热装置的频率、功率、坯料 运行速度及其最终截面温度分布之间的关系，对感应补热装置的研制有重要意义。     

连铸方坯热送过程中的温度梯度

以唐钢棒材厂现有热装热送工艺中的连铸方坯为研究对象,考虑了带与不带保温罩两种热送条件,结合辐射和对流的复合边界条件,对铸坯在热送过程中的温度梯度的变化进行了计算机模拟与解析,所得结果与实测符合得较好.利用本研究定量给出的铸坯在热送过程中保温罩的保温效果及其断面上温度梯度的变化,对减少铸坯热送过程中的热损失、提高热装温度具有重要的参考价值.     

连铸方坯热送过程中的温度梯度

以唐钢棒材厂现有热装热送工艺中的连铸方坯为研究对象，考虑了带与不带保温罩两种热送条件，结合辐射和对流的复合边界条件，对铸坯在热送过程中的温度梯度的变化进行了计算机模拟与解析，所得结果与实测符合得较好。利用本研究定量给出的铸坯在热送过程中保温罩的保温效果及其断面上温度梯度的变化，对减少铸坯热送过程中的热损失、提高热装温度具有重要的参考价值。     

应用ANSYS有限元软件求解连铸坯热过程

ＡＮＳＹＳ软件是国际流行的大型有限元分析软件，笔者将其应用到连铸热过程中，取得了很好的数值模拟效果，该计算方法不仅简单方便，省时省力，而且误差小，精度高。     

连铸65钢方坯的质量

对连铸１５０ｍｍ×１５０ｍｍ高碳钢铸坯凝固组织,中心偏析,夹杂物分布与类型,铸坯与轧材组织状况进行了分析与讨论,提出了改善碳钢中心缩孔和中心偏析的途径。     

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。     

纯金属Al热型连铸凝固过程数值模拟

采用交替显式直接差分法建立了热型连铸凝固过程温度场模拟的差分数值方法，并研究了不同工艺参数对温度场分布的影响．模拟结果表明，采用交替显示差分格式建立差分方程进行热型连铸过程温度场模拟计算，计算过程简单，所得计算结果严格收敛，说明交替显示差分格式建立差分方程的合理性，是一种较好的建立差分方程的方法．连铸速度对纯金属Al凝固时固液界面的位置影响较大，随连铸速度增大，液固界面位置从型内向型外移动，与实验结果一致，说明采用计算机模拟技术是可行的．     

结晶器内连铸坯热弹塑性应力的有限元分析

建立了结晶器内连铸坯热弹塑性应力有限元分析模型,在推导的热弹塑性本构方程中考虑了材料力学性能,屈服函数随温度和应变速率的变化,模拟计算了结晶器内连铸坏应力分布。模拟结果表明,在铸坯的热节约内,高温坯壳受到拉应力的作用,易于产生裂纹,从而说明铸坯偏角区形成的热节约是连铸坯裂纹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     

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.     

连铸坯皮下内裂在穿孔过程中的变化

本文研究了连铸管坯皮下内裂在管坯中的分布规律，以及在二辊斜轧穿孔过程中衍变成外横裂和外折的形貌和特征。     

方坯连铸数学模型的工程实用化

通过对方坯连铸过程的分析,建立了二维非稳态凝固传热数学模型。根据铸坯长度约为断面尺度10~2倍的特点,选用线上积分法求解,致使模拟计算可用一般的IBM—PC/XT型微机在合理的时间内完成,从而在方坯连铸数模的工程实用化方面取得了满意的进步,可望成为科研、设计和生产现场的有力工具。 文中还列举了一些模拟计算结果。     

方坯连铸凝固末端电磁搅拌工艺优化的数值模拟

利用ANSYS和CFX软件建立了描述160mm×160mm方坯连铸凝固末端电磁搅拌过程的数学模型.通过确立钢液黏度与温度的定量关系,考虑凝固时钢液黏度的重要影响,研究了方坯凝固末端糊状区磁场和流场的分布,以及电流强度对凝固前沿钢液最大搅拌速度的影响规律.结果表明:搅拌电流强度每增加100A,铸坯中心磁感应强度增加250×10-4T,切向电磁力增加1933N/m3,最大流速增加69cm/s.现场实验检验结果表明:60#钢凝固末端电磁搅拌器安装位置处液芯半径为344mm,最佳电磁搅拌频率为6Hz,最佳搅拌电流为380A,此时凝固前沿最大流速为165cm/s,铸坯中心碳偏析得到明显改善,中心碳偏析指数为104.     

带钢热连轧过程轧制力有限元模拟

应用DEFORM-2D软件对带钢热连轧过程的轧制力进行了有限元模拟,并与宝钢轧制力模型进行了比较。模拟结果表明,有限元模型计算的轧制力与现场实测数据接近,且计算精度高于宝钢轧制力模型,该模拟对现场轧制工艺参数的调整优化有重要的参考价值。     

连铸坯中心缩孔研究与控制

阐述了连铸坯中心缩孔的形成机理,研究了过热度、拉坯速度、二冷条件、电磁搅拌、轻压下、末端强冷等对缩孔的影响,并归纳总结了部分厂家改善中心缩孔采取的措施,为优化连铸工艺提高铸坯质量提供技术依据。