腹板换热系数对H型钢冷却后变形的影响

针对H型钢易出现上下翼缘内并外扩变形及腹板波浪、裂纹等缺陷的问题,通过H型钢的冷却实验和有限元模拟计算,分析了H型钢冷却后的表面温度场和不均匀变形的规律,研究了上下腹板部位的换热系数对温度场、等效应力场以及变形情况的影响,结果表明冷却后H型钢上下翼缘出现了“内并外扩”现象。运用ABAQUS有限元分析软件建立了二维H型钢冷却模型,通过实验获得了H型钢表面换热系数,并以此作为模拟的边界条件进行有限元模拟分析,得到了H型钢表面温度场;有限元模拟结果同样出现了H型钢上下翼缘“内并外扩”现象,与实验结果相吻合;改变上下腹板部位的换热系数进行有限元模拟,得到了腹板处换热系数对H型钢变形的影响规律,为控制H型钢冷却变形提供了理论基础。     

小型H型钢斜轧孔型工艺的全轧程有限元模拟分析

采用显示动力学有限元模拟软件LS-Dyna,对某钢厂的小型H型钢的完全轧制过程进行模拟仿真分析。重点分析了有限元模型建立过程中单元的选择、网格的划分、材料模型的构建和前处理边界条件的设定;通过数值模拟分析得到了该型号H型钢的全轧程各道次的应力应变状态,并分析了金属的流动和轧制过程中金属的充型状态,为小型H型钢的轧制工艺的制定和孔型设计提供了参考。     

孔型对H型钢开坯轧制成形的影响及优化

采用弹塑性有限元方法,依托ABAQUS软件中显式计算的方法,对不同规格H型钢的往复开坯轧制进行仿真分析。应用ALE网格自适应技术解决了多道次的网格畸变问题。引入现场测试的温度数据作为模型的温度边界条件。通过对不同规格H型钢使用相同坯料的轧制过程进行模拟分析发现,孔型对开坯轧制最终成形有较大影响。分析结果表明,当采用展宽孔型轧制大规格型钢时,最终道次稳定段的轧件断面不能充满孔型,造成翼缘内侧缺肉现象;采用箱型孔预轧制小规格型钢时,这一现象则不是很明显。采用实测尺寸对H700×300规格H型钢的断面尺寸进行了对比验证。针对上述缺陷对H700×300规格的H型钢粗轧孔型进行优化,改善了翼缘缺肉现象。研究结果对于制定BD轧制规程具有指导意义。     

H型钢气雾冷却换热特性的数值模拟

利用轧后余热对H型钢进行在线热处理,既能提高强度,又可以节约能源。但是由于H型钢结构复杂,导致其轧制后冷却不均匀,从而产生过大的残余热应力。喷嘴位置固定,采用Fluent软件数值仿真,研究了气雾冷却过程中700×350 H型钢不同部位的表面换热系数,得出,随着气压的增大,换热系数增大,但喷嘴流量和直径对换热效果的影响没有一定规律。在此基础上,又优化了气雾喷射参数,分析了几种工况下的温度场,最终得出,在水流量L1=0. 05 kg/s、L2=0. 1 kg/s、L3=0 kg/s,喷嘴气压为0. 3 MPa的条件下,700×350 H型钢的温度场最为均匀。     

H型钢轧后冷却对热应力的影响

轧后H型钢控制冷却能够改善钢材的组织状态,提高强度,改善钢材的综合力学性能和使用性能。根据实际生产,采用合理的热边界条件,建立了H型钢控制冷却的三维有限元模型。设计了四种控制冷却方案,采用喷雾冷却方式进行冷却。利用有限元软件ANSYS/Multiphysics对H型钢在冷却时的瞬态温度场和应力场进行了数值模拟。通过分析温度场与应力场之间的关系,得出H型钢轧后冷却过程中的断面温差是产生残余热应力的主要原因。     

模样密度对消失模铸造充型模式影响的模拟计算

针对消失模铸造和普通砂型铸造中充型模式的差异,通过建立自由表面换热边界条件和压力边界条件,模拟了消失模铸造中熔融金属的充型过程,分析了模样密度对消失模铸造充型模式的影响.分析表明,消失模铸造中金属液从内浇道处呈放射状向前充填,充型较平稳进行,消失模气化反压与重力的相对大小决定了液态金属充型过程中的充填趋势.预测了铸造缺陷的产生过程.     

H型钢控制冷却工艺开发与应用研究

利用Marc有限元软件模拟了H型钢在喷射冷却条件下的温度场变化,找出了典型规格的H型钢在喷射冷却条件下的最佳水流密度分布;并据此开发了H型钢在线控制冷却装置一喷射冷却装置,成功应用于马鞍山钢铁公司小H型钢生产线;在线进行型钢控制冷却试验研究.结果表明,通过强化冷却及随后的自回火工艺,可以有效细化组织晶粒,并在H型钢表面获得一定数量的贝氏体,明显提高了H型钢的综合性能.     

小截面焊接H型钢焊接工艺方法的研究

焊接H型钢是钢结构构件的重要组成部分,以其任意加工、设计与组合的优势在钢结构工程中广泛应用。其中,小截面(h250 mm)焊接H型钢的加工相比于其他的焊接H型钢加工制作过程,在焊接变形控制方面存在一定的问题。因此,小截面焊接H型钢的焊接工艺方法的研究势在必行。从制作工艺和焊接变形两方面入手,通过优化焊接工艺参数,以简化制作工艺和控制焊接变形为主要思路,重点阐述了小截面焊接H型钢的制作工艺及焊接工艺,强调了制作过程中焊接变形的控制措施。     

H型钢往复开坯轧制过程仿真分析

文章采用弹塑性有限元方法,对H型钢的多道次往复开坯轧制过程进行了仿真分析。文章详细介绍了有限元模型的建立,材料参数、边界条件及载荷的定义。得到了各道次轧件的三维变形结果。对轧件腹板部位产生的"舌头"现象进行了深入分析,并与现场实验数据相比较,模拟结果与实际情况吻合得很好。该文为多道次型钢轧制过程的仿真分析提供了参考,其方法可以作为孔形设计的参考依据。     

基于神经网络和遗传算法的H型钢粗轧工艺优化

H型钢是一种经济高效、应用范围越来越广的新型钢材.优化H型钢热轧工艺,对提高H型钢机械性能、降低轧制能耗具有重要意义.基于对神经网络在H型钢粗轧工艺过程中应用的研究,建立了轧制过程中工艺参数与轧制功率和奥氏体晶粒直径之间的数学模型,并在此基础上应用遗传算法对轧制工艺进行了优化.结果表明,经优化的热轧工艺提高了H型钢的性...     

软接触电磁连铸方坯结晶器的传热分析

概述了钢的软接触电磁连铸技术的发展现状及存在的问题.根据实际生产中软接触电磁连铸的结晶器的设计参数,通过建立凝固传热过程的数学模型,分析了钢液在切缝式软接触结晶器内的凝固过程.计算了结晶器水孔内水的流速、坯壳厚度、坯壳外壁的温度.计算了钢液在结晶器内单位时间放出的总热量和平均热流,并对结晶器各壁温度进行了校验,使软接触电磁连铸结晶器满足实际生产要求.     

异型坯连铸机Q235B生产实践及工艺

为给型钢提供优质的铸坯,减少腹板裂纹、中心疏松等质量缺陷发生,研究了Q235B生产过程中的工艺条件,掌握了铸坯腹板裂纹和中心疏松产生的机理。通过控制钢水成分和洁净度、优化结晶器冷却及二次冷却工艺、优化保护渣工艺及水口插入深度等措施,保证铸坯在凝固过程中实现冷却均匀,降低铸坯表面温降,有效杜绝了铸坯表面腹板裂纹的发生,铸坯中心疏松等级控制在1.0以下。     

薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热数值模拟

为研究薄板坯连铸高拉速下结晶器内坯壳生长过程,利用ANSYS有限元模拟软件,建立了CSP薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热数学模型,并通过实际测量得到的凝固坯壳厚度验证了模型的合理性。对结构用钢Q235B钢种,1 500 mm×60 mm规格在结晶器内凝固过程进行了模拟,研究了不同拉速、不同结晶器冷却水量对凝固的影响。研究结果表明,随着拉速降低,坯壳厚度增加;随着结晶器水量增大,坯壳厚度增加,模拟结果与实测结果相符合,为实际生产优化工艺参数提供了理论参考。     

改善齿轮钢SAE8620H碳偏析的连铸工艺研究及应用

齿轮钢宏观碳偏析会加重带状级别,影响齿轮热处理变形。最根本解决方法是控制连铸坯碳偏析,在合适的连铸工艺拉速下采用优化结晶器电磁搅拌参数、动态末端电磁搅拌、控制钢水过热度及优化二冷配水的技术手段改善了连铸坯截面碳偏析指数及碳极差。实践结果表明,选择合适的连铸工艺参数及动态末搅技术能够大幅度提升铸坯内部质量,降低齿轮钢SAE8620H宏观碳偏析,达到9点碳极差不高于0.025%、碳偏析指数为0.95~1.05的水平,有效降低了齿轮钢带状级别。同时,轧制圆钢加工成齿轮后热处理变形量小、变形趋势好,产品质量得到了客户的认可。     

马钢低碳钢板坯高拉速连铸技术的应用

为了进一步解决连铸高拉速条件下的板坯质量问题,马钢有针对性地开展了低碳钢板坯高拉速连铸技术研发工作。通过采用高效连铸防粘结技术、高效强冷结晶器控制技术、低黏度保护渣优化控制技术、水口堵塞控制技术、动态二冷凝固控制技术等技术措施,解决了高拉速条件下出现的坯壳凝固不均匀、结晶器卷渣、铸坯质量等技术难题;稳定提升1 200 mm宽断面(厚度230 mm)低碳钢铸坯拉速至1.8 m/min;拉速由1.6提至1.8 m/min之后,炉均可减少浇铸时间2.5 min,连铸平均连浇炉数达到6炉以上。技术改进后,有效缩短了浇铸周期,提高了生产效率。     

动态二冷水控制系统在圆坯连铸中的应用

本文介绍了某钢厂圆坯连铸生产线动态二次冷却水控制系统的结构、特点以及应用.系统应用了铸坯凝固传热仿真模型、动态参数调整和有效拉速控制多种方法,很好地满足了铸坯在稳态和非稳态情况下对二次冷却水量的要求.实践证明,此系统配置合理,运行稳定,对于连铸生产线提高铸坯质量具有重要意义.     

结晶器电磁搅拌在方坯的应用

对结晶器电磁搅拌(M-EMS)在邯钢8机8流方坯连铸机使用情况和效果进行了分析和研究,M-EMS能够提高连铸方坯表面质量和内部质量,改善连铸坯中心疏松、缩孔和中心偏析以及减少角裂漏钢;同时对方坯应用M-EMS过程中存在的钢水过热度过高、电磁搅拌线圈漏水和浸入式水口渣线恶化等问题,提出了相应的改进措施。     

金属型铸造模具水冷工艺试验

对低压铸造铝合金车轮模具的水冷效果进行了测试,对比了风冷工艺与水冷工艺对铸件各部位材料性能和金相组织的影响。由水冷工艺的模具温度梯度变化,得到了提高铸件质量和生产效率的相关数据,为铝车轮低压铸造水冷却工艺的应用提供了基础技术积累。     

连铸坯凝固末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化

为了预测180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固末端位置,对国内某厂方坯连铸机开展射钉试验,并基于Thercast模拟仿真研究了连铸工艺参数(过热度、冷却强度、拉速)对凝固末端位置的研究。结果表明,在过热度20 ℃、拉速0.85 m/min下,180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固终点距离弯月面11.39 m,而末端电磁搅拌位置在11.40 m,无法充分发挥末端电磁搅拌的作用。根据射钉试验、Thercast仿真结果、设备条件、生产节奏等因素对连铸工艺进行了优化,适当降低结晶器水和足辊水量,保持其他参数不变。连铸坯低倍质量表明,工艺优化前铸坯中心存在疏松缩孔,工艺优化后中心疏松为1级、中心偏析为0级,满足质量要求。此外,通过9点法检验了工艺优化后的铸坯碳极差,其值不高于0.12%,满足质量要求。     

SWRH72B-S绞线钢连铸小方坯凝固温度场数值模拟

为研究适于6号连铸机的凝固传热模型,通过实际生产数据对相关参数进行修正,并通过低碳焊丝钢铸坯白亮带、液芯宽度、空冷段铸坯表面温度进行分析研究,验证了准确性。并且对拉速、过热度以及比水量进行计算分析,得出它们对铸坯表面温度、液芯末端位置的影响程度。结果表明,采用符合特定连铸机的凝固传热模型,并利用模型对生产工艺进行了探讨,可以提高铸坯内部质量。