Effects of calculation approaches for thermal conductivity on the simulation accuracy of billet continuous casting

An unsteady, two-dimensional, explicitly solved finite difference heat transfer model of a billet caster was presented to clarify the influence of the thermal conductivity of steel on model accuracy. Different approaches were utilized for calculating the thermal conductivity of solid, mushy and liquid steels. Model results predicted by these approaches were compared, and the advantages of advocated approaches were discussed. It is found that the approach for calculating the thermal conductivity of solid steel notably influences model predictions. Convection effects of liquid steel should be considered properly while calculating the thermal conductivity of mushy steel. Different values of the effective thermal conductivity of liquid steel adopted could partly be explained by the fact that different models adopted dissimilar approaches for calculating the thermal conductivity of solid and mushy steels.     

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。     

薄板坯二冷区电磁搅拌铸坯内磁场分布和钢液流动

针对特定设计的搅拌器建立了包含钢液流动、传热和电磁场的三维耦合非稳态数学模型,计算了CSP薄板坯二冷区液芯在电磁搅拌作用下的传输行为,其中考虑了感应电流和搅拌器线圈上下端部对磁场强度的影响.结果表明:电磁力改变了铸坯液相穴内钢液流场,对钢液起到水平搅拌作用;搅拌器产生的磁场不均匀,在不同厚度处幅度和相位都不同,且幅度随着穿透深度的增加而减小;感应磁场移动方向与外部磁场相同且不宜忽略;单侧搅拌器对铸坯内钢液搅拌比较均匀.     

关于TiC/7075铝基复合材料的制备工艺研究

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位TiC颗粒的7075铝基复合材料,通过电子显微镜分析研究TiC/7075铝基复合材料的组织形貌。研究了固溶和时效处理工艺对制备的TiC/7075铝基复合材料显微组织的影响。     

基于ANSYS的连铸型材切割压断的有限元分析

利用ANSYS软件对水平连铸铸铁型材的切割压断过程进行了有限元分析,并计算了铸铁型材被压断的极限载荷。结果表明：随着连铸型材切割压断过程中切口深度的增加,压断力随之减小,切口的深度同压断力的变化基本上呈线性变化;随着切口宽度的增大,压断力随之增大,当切口宽度增大到远大于切口深度时,压断力数值接近于理论值;当切口尺寸与棒料直径之比保持不变,而同时增大n倍时,极限弯矩将增大n^3倍。     

3D stress simulation and parameter design during twin-roll casting of 304 stainless steel based on the Anand model

This study first investigated cracks on the surface of an actual steel strip. Formulating the Anand model in ANSYS software, we then simulated the stress field in the molten pool of type 304 stainless steel during the twin-roll casting process. Parameters affecting the stress distribution in the molten pool were analyzed in detail and optimized. After twin-roll casting, a large number of transgranular and intergranular cracks resided on the surface of the thin steel strip, and followed a tortuous path. In the molten pool, stress was enhanced at the exit and at the roller contact positions. The stress at the exit decreased with increasing casting speed and pouring temperature. To ensure high quality of the fabricated strips, the casting speed and pouring temperature should be controlled above 0.7 m/s and 1520°C, respectively.     

连铸结晶器表面电镀Ni-W-P-B4C复合镀层的性能研究

探讨B4C在镀液中添加量对连铸结晶器铜板表面电镀Ni-W-P-Bt4复合镀层性能的影响规律。试验条件下获得的复合镀层为非晶态，热处理后转变成晶态，主要物相为Ni3P，NiW，WB，Ni。扫描电镜分析镀层截面形貌表明，镀层组织均匀，固体颗粒在镀层中分散良好。硬度分析表明，复合镀层硬度较高，硬度值达891．1～1253．5HV。耐磨性分析表明，B4C的加入能大大地提高镀层的耐磨性。B4C的加入量为50g·L^-1时复合镀层的性能最好。     

含铌钒钛微合金化钢连铸板坯中心偏析的影响因素

通过对连铸板坯生产检验的硫印数据库的统计分析,得到了含铌钒钛微合金化钢连铸板坯中心偏析的影响因素. 结果表明:中心偏析程度随钢水中C、P、S含量的增加而加重;Mn质量分数高于1.5%以及锰硫比高于300对改善中心偏析有利;高钢水过热度、高拉速和增加铸坯宽度均不利于改善铸坯中心偏析. 由于B级以下中心偏析对钢材使用性能影响不大,因此在生产过程中为使铸坯B-1.0级以上中心偏析出现比率降至10%以下,提出如下控制策略:钢液中C、P、S含量尽量按钢种要求的下限控制,Mn含量尽量按上限控制,实际生产中元素控制[C]＜0.07%,[P]＜0.01%,[S]＜0.005%,[Mn]＞1.5%,[Mn]/[S]＞300;过热度应小于24 ℃,拉速控制在1.0～1.1 m·min-1为宜. 应开发合适的二冷配水制度,并提高铸机精度.     

低碳钢和中碳钢连铸方坯初始凝固的对比研究

以低碳钢和中碳钢为研究对象,围绕不同连铸工艺参数对方坯初始凝固行为的影响,利用CA- FE耦合模型模拟实际连铸过程结晶器内方坯的初始凝固行为,考察拉速和过热度对方坯出结晶器坯壳厚度的影响,对比二者出结晶器横截面枝晶微观形貌.研究表明：过热度和拉速增加均能使出结晶器坯壳厚度下降,而拉速的影响更为显著.不同钢种在相同条件下出结晶器坯壳厚度下降梯度不同.过热度越低柱状晶越致密细小,利于提高连铸坯质量,拉速对柱状晶的影响相对较小.由于出结晶器坯壳安全厚度限制,过热度取15益,低碳钢拉速不能超过2.2 m·min-1,中碳钢拉速不能超过2.5 m·min-1,据此针对不同钢种设计不同拉速可提高连铸效率.同时,模型结果显示低碳钢出结晶器时刻柱状晶更为发达.     

基于 PIV 技术的板坯连铸结晶器内钢水流动行为研究

利用粒子图像测速技术,以200 mm×2040 mm板坯连铸结晶器为原型,建立1：4水模型进行实验,对结晶器内钢液流动形态、流速及各流态所占比例、液面波动、以水口为中心结晶器两侧对称点速度随时间的变化、水口两侧液面水平流速、水口两侧对称位置液面至结晶器底部垂直方向速度和钢液对两侧窄面的冲击深度进行系统地研究和分析,并对比拉速的影响.研究表明,粒子图像测速技术不仅可以测量结晶器内流场流速,还可以对流场对称性进行全方位、多角度定量分析,为研究连铸参数变化,比如拉速、水口结构和水口浸入深度,对板坯连铸结晶器内钢液流动及对称性的影响提供一种较为精确的方法和思路.通过分析得出,在本实验条件下拉速0.5 m·min-1优于0.6 m·min-1.