板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....     

连铸板坯凝固的传热模型

依据武钢板坯连铸机的生产条件，建立了板坯凝固过程传热模型，分析了影响板坯出连铸机温度的主要因素，得出适当提高拉速、控制二冷喷水量和关掉二冷末端冷却水能提高铸坯温度、降低能耗。     

板坯连铸机凝固传热数学模型研究

以新余钢铁公司—炼钢板坯连铸机为研究对象，建立了板坯—维非稳态传热数学模型。在此基础上，依据普碳钢的特点，建立了铸坯传热计算仿真模型。对模型初步验证的结果表明模型与生产实际相符。     

板坯连铸二冷区凝固传热过程与控制

依据安钢板坯连铸机的具体条件,建立了连铸板坯凝固传热数学模型,实现了随铸坯钢种、断面尺寸及拉速变化对各回路水量连续实时控制.经现场应用表明,利用配水模型所制定的二冷配水制度是合理的,效果良好.     

连铸板坯凝固末端在线监测系统

在连铸机扇形段的调整装置位置安装测力传感器,测定由丁钢水静压力的变化引起的铸坯与夹持辊之间作用力,实现在线测定铸坯凝固末端.测定系统在攀钢进行了现场测试,结果表明这个方法是可行的,而且有较高的精度.     

连铸板坯凝固传热模型研究及应用

依据板坯连铸机工艺条件，利用铸坯凝固过程传热数学模型计算了铸坯凝固过程温度场分布和坯壳生长情况，并探讨连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，示例性的提出了提高铸坯温度的工艺手段。     

厚板坯连铸二冷凝固传热模型的研究与应用

以鞍钢厚板坯连铸机为目标机型,按照传热学理论建立连铸二冷凝固传热数学模型.应用此模型对X65管线钢和船板钢的连铸过程进行仿真模拟,模拟结果同实测值基本吻合,验证了模型的可靠性.     

板坯连铸过程的凝固传热分析

以D32船板钢250 mm×2 400 mm连铸坯为研究对象,采用ANSYS数值模拟的方法建立了铸坯的凝固传热数学模型。通过模拟分析铸坯在结晶器及二冷段凝固冷却过程中的温度变化情况,从而为控制连铸工艺参数以及轻压下技术的应用等提供了理论指导。     

连铸板坯凝固传热过程的计算机模拟

建立了板坯连铸的凝固传热数学模型，充分考虑了弧形铸坯的几何特点，采用有限单元法求解控制方程。通过变参数φ来考虑铸坯内钢水和两相糊状区的导热系数，计算了参数φ、结晶热通量、拉速和二冷强度对铸坯表面温度和坯壳厚度的影响。结果表明，模型的准确性得到提高，拉速对固液界面有明显影响，二冷强度对铸坯表面温度影响非常大。     

基于有限元的板坯连铸凝固过程数值模拟

利用有限元分析软件Marc2003建立了板坯连铸凝固过程的二维数学模型.通过计算,可以得到连铸坯在任意段截面的温度场分布、凝固坯壳的厚度和相应的冶金参数.拉坯速度、过热度等工艺参数对温度场分布和凝固坯壳的生成影响很大,可以利用模型对工艺参数进行优化配置.     

高拉速下凝固进程的试验测量与模型预测

 根据京唐高拉速试验特点,结合板坯连铸机设备和洁净钢连铸工艺特点和要求,建立连铸板坯凝固传热模型并结合射钉法测量综合预测了1.9～2.4 m/min高拉速条件下铸坯的凝固坯壳厚度和凝固终点位置。综合研究表明,结合射钉试验和数值模拟能更精确跟踪铸坯的凝固进程,为高拉速试验提供准确的凝固信息,并能为评价连铸机综合冷却能力、优化二冷制度和轻压下工艺提供合理的参考信息。     

薄板坯连铸连轧流程数值分析

以薄板坯连铸连轧流程为研究对象,对薄板坯连铸凝固传热过程、辊底加热炉加热过程、热轧过程和层流冷却过程进行数值计算,得到4个过程薄板坯的温度场分布。结果表明:通过调节凝固传热过程二冷区水量分配比有助于层流冷却过程节水;适当增大拉坯速度有利于加热炉加热过程节能,且热轧过程和层流冷却过程带钢表面温度均得到提高;与层流冷却方式一相比,相同水量条件下冷却方式二使得终冷温度降低了2.9℃,这一冷却方式相同终冷温度要求下有利于节水。     

不同厚度连铸板坯的合理总轻压下量

板坯连铸合理总轻压下量是决定轻压下效果的重要工艺参数之一,采用数学模型手段对合理总轻压下量的定量计算进行了研究。通过建立2D铸坯凝固传热分析模型及轻压下过程2D热-力耦合模型,对比铸坯凝固末端枝晶间残余浓化钢水体积收缩与轻压下引起的糊状区压缩变形量,研究了铸坯厚度、轻压下起始位置处固相率等因素对给定钢种合理总轻压下量的影响。结果表明:铸坯厚度对合理总轻压下量有显著影响,厚度分别为150、230、300和400mm时,开始实施轻压下工艺时铸坯横截面中心节点固相率在0.7~0.3之间变化时,轻压下区间内的合理总压下量分别应为2.42~3.14、2.95~4.65、3.66~5.82和4.55~7.26mm。     

Simulation of thermal behavior during peritectic steel solidification in slab continuous casting mold

Thermal behavior of the solidifying shell in continuous casting mold is very important to final steel products.In the present work,one two-dimension transient thermal-mechanical finite element model was developed to simulate the thermal behavior of peritectic steel solidifying in slab continuous casting mold by using the sequential coupling method.In this model,the steel physical properties at high temperature was gotten from the micro-segregation model withδ/γtransformation in mushy zone,and the heat flux was obtained according to the displacement between the surface of solidifying shell and the hot face of mold as solidification contraction,the liquid-solid structure and distribution of mold flux,and the temperature distribution of slab surface and mold hot face,in addition,the rate-dependent elastic-viscoplastic constitutive equation was applied to account for the evolution of shell stress in the mold.With this model,the variation characteristics of surface temperature,heat flux, and growth of the solidifying shell corner,as well as the thickness distribution of the liquid flux,solidified flux,air gap and the corresponding thermal resistance were described.     

薄板坯凝固过程数学模型及冷却参数的研究

由于高质量薄板坯连铸工艺对冷却条件要求非常严格,因此,以薄板坯连铸工艺为研究对象,建立了凝固传热过程的数学模型.定量地分析了各种工艺参数对结晶器内和二冷区钢水凝固过程的影响,以指导生产实践,也可作为进一步开发在线控制模型的基础.     

Experimental investigation on solidification of GCr15 bearing steel by the simulated continuous casting

ABSTRACT

An experimental apparatus for simulation of continuous casting process of GCr15 bearing steel billet is established. With the apparatus, the billets of diameter 140?mm are casted in various superheats and cooling conditions. The solidification macrostructure, dendrite morphology, segregation and carbide are investigated. It is shown that melting superheats and cooling conditions remarkably influence the microstructure and solute segregation. It is found that the secondary dendrite arm spacing of the steel increases with the increase of the superheat temperature, and with decrease of the cooling rate. Lower superheat with higher cooling rate promotes the refining of the microstructure. Refining equiaxed grains structure in the centre of the billet leads to lower segregation of carbon. Furthermore, with increasing cooling rates, the spacing of the pearlite laminar is refined and the precipitation of proeutectic carbides is suppressed.     

AH32钢板坯连铸凝固传热过程数值模拟

建立了板坯连铸过程中,垂直拉坯方向传热的二维切片跟踪铸坯凝固数学模型.利用有限元软件ANSYS对板坯连铸凝固过程进行了瞬态热分析,并进行了射钉实验验证.对不同的过热度,不同的拉速(1.0和1.1 m/min)条件下,切片各点随时间变化的温度分布,以及铸坯壳厚度进行计算,并确定凝固末端位置.结果表明:随着过热度、拉速的增加,凝固末端位置距离结晶器液面变远;在合理的范围之内,拉速增加,铸坯表面温度增加,有助于防止铸坯表面裂纹的产生及提高板坯的生产效率.