不锈钢板坯连铸温度场及凝固末端位置的研究

采用有限元法计算了不锈钢板坯在连铸时凝固过程中温度场及坯壳的生长随时间的变化，讨论了过热度，拉速及二冷配水量对温度场及凝固末端位置的影响。结果表明，影响铸坯温度场和凝固末端位置的主要因素是拉速和二冷配水，而过热度影响较小。     

方坯连铸凝固传热数值模拟及二冷动态控制

二冷是影响连铸机生产和铸坯质量的重要因素,针对连铸二冷区的均匀冷却问题,建立了方坯连铸机数学模型,其中包括铸坯凝固传热模型和二冷配水控制模型．采用二维有限元差分法求解凝固传热模型,分析了铸流在二冷区的凝固过程中温度场分布和凝固坯壳厚度,为建立二冷控制模型提供了依据和输入数据．建立了基于中间包钢水连续测温和有效拉速实现二冷动态前馈控制模型。该控制模型成功应用于实际铸机的二冷配水,应用结果表明：二冷动态控制模型具有比传统二冷配水控制模型更好的控制效果,铸坯质量有了明显提高．     

Q235小方坯连铸过程中凝固特性的研究

分析了Q235凝固时的结晶特性,柱状晶容易生长.数值计算了小方坯连铸机在2.6 m/min拉速、不同二冷配水下铸坯的温度场和凝固前沿温度梯度.在弱水冷却时,铸坯坯壳凝固前沿温度梯度比较小,得到细小的柱状晶和少量等轴晶.连铸坯中间裂纹主要与二冷水相关,合适的二冷配水可降低或消除中间裂纹.     

Q345D大方坯连铸过程数值模拟

以Q345D大方坯为研究对象,采用二维传热模型对铸坯进行温度场计算.计算了不同拉速、过热度和二冷水量下铸坯温度分布和坯壳生长情况,分析了拉速、过热度和水量对铸坯的温度分布和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和凝固坯壳生长规律,为实际生产提供一定的指导.     

薄板坯在二冷区传热现象的研究

研究了薄板坯连铸二冷区不同的工艺参数对传热现象的影响.计算中采用二维传热模型对温度分布进行计算.计算了不同拉速、不同水量下铸坯的温度分布和坯壳生长.分析了不同工艺对铸坯温度和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和坯壳生长规律:拉速的变化对铸坯温度分布和坯壳生长有很明显的影响;而水量变化20%对铸坯温度分布和坯壳生长没有明显的影响.     

连铸二冷动态控制算法研究

连铸二冷动态控制是提高铸坯质量的关键技术,针对常规PID控制在拉速扰动时引起铸坯表面温度波动大的问题,本文基于在线凝固传热模型建立不同拉速下的二冷过程模型,以方坯铸机为对象研究一种自适应PID动态权值调整法用于二冷动态控制,并与常规PID进行对比仿真研究。研究结果表明:当拉速突变时,动态权值调整法能更好的适应系统的变化,模型适配能力强,鲁棒性好,可使控制系统更快的趋于稳定。     

拉坯速度对连铸大方坯凝固的影响

结合现场研究,利用显式有限差分法计算出不同工艺条件下的铸坯凝固情况;进行了拉坯速度对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度、铸坯凝固终点位置和铸坯质量影响的模拟分析研究.模拟结果表明,拉速对铸坯表面温度和凝固终点的影响较大,随拉速的增大,表面温度升高,出结晶器坯壳厚度减薄,铸坯液相穴拉长.     

连铸板坯二冷区的应力分析

以某钢厂二号板坯连铸机结晶器至二冷区的35钢连铸坯为研究对象,采用有限元软件MSC.MARC建立沿拉坯方向上铸坯的二维纵断面弹塑性应力模型,对连铸坯的连铸过程进行数值模拟,研究不同拉速下铸坯表面应力和裂纹指数的变化规律。仿真结果表明,铸坯表面应力和裂纹指数随着拉坯速度的提升而增大,连铸坯的拉速控制在1.2m/min以内时,表面裂纹可得到较好的控制。     

异钢种连浇过程的水模研究

通过1∶3水力学模型,对包钢宽厚板异钢种连浇过程进行模拟,研究不同拉速和中间包余钢量等条件下沿铸坯长度方向的无量纲浓度曲线变化.结果表明,中间包余钢量比拉速对交接部铸坯长度的影响更显著.     

高拉速情况下容易出现的铸坯缺陷

连铸机拉坯速度与铸坯质量有着非常复杂的关系。由于拉速提高，钢水在结晶器中的流动状态更加激烈，传热及凝固过程易于波动，高拉速时容易出现偏角纵裂纹漏钢、铸坯表面纵裂纹。拉速提高，钢水中夹杂物上浮困难，二次冷却区液心长度增长，受各种应力的作用，铸流在此区间的湍流影响范围较大，易于产生内裂和偏析。     

宽板坯连铸二冷区喷嘴冷却特性研究

根据宽板坯连铸实际工况条件,测定不同冷却条件下喷嘴的冷却特性曲线,分析不同喷嘴布置与连铸实际需要条件的关系。结果表明,喷嘴水流密度峰值随着冷却水量的增加而变大,水流覆盖区域变宽;当喷嘴冷却水量过大时,水流密度分布均匀性不好;气体压力对喷嘴水流密度分布影响不大;双喷嘴喷淋水重叠区的叠加效应随着左边喷嘴冷却水量的递减呈明显的下降趋势,随两喷嘴间距的变大而逐渐减弱;喷嘴间距为450mm时,铸坯表面喷淋水流密度分布更为合理。     

Influence of cooling conditions in casting Cu-Ni alloy based on numerical simulation

The most common and serious defect in Cu-Ni alloy casting is porosity. To solve the problem, accurate casting design and proper design of gating system are necessary. It can be predicted and designed by means of computer simulation of casting solidification. Based on the casting process of the Cu-Ni alloy, the simulation software of diathermanous—flowing—stress coupling ProCAST was used to simulate the Cu-Ni alloy solidification process about the defects and temperature field. By combining experimental results with the simulation results, the quality of casting on some cooling conditions were analyzed. Furthermore, a better cooling condition for solidification process of the Cu-Ni alloy was chosen to improve the quality of the casting. The simulation results indicate that the quality of Cu-Ni alloy casting is the best when it is on the cooling condition of the permanent mold with the insulated riser system.     

基于表观黏度模型的AZ31流变铸轧数值模拟

以AZ31半固态合金为研究对象,应用流体模拟软件Fluent对其铸轧过程进行研究。通过使用简单等温稳态黏度模型、Carreau黏度模型、简单连续冷却黏度模型、黏度不变模型,得到了相应的铸轧温度分布、流场分布以及黏度分布,并进行了比较和分析。结果表明：在特定工况下,为保证出口处的合金刚好凝固而不会造成铸轧不成形或铸轧中断的最佳浇铸温度为880 K,此时Carreau黏度模型最适合AZ31半固态合金的铸轧过程。     

基于有限差分法的单晶热型连铸凝固过程的数值模拟

采用有限差分法对金属单晶热型连铸凝固过程的温度场进行数值模拟,对不同工艺组合下的液固界面曲线进行分析和比较,确定了连铸速度、冷却水流量、冷却距离、铸型温度等主要工艺参数对液固界面位置和形状的影响,其中连铸速度对凝固界面形状的影响不大,但对其位置的影响较大;改变冷却水流量和冷却距离均可调节冷却强度,相比之下,冷却距离对液固界面的影响更大;铸型温度对固液界面位置的影响较大,应进行准确控制。实际操作中可采用较小的冷却距离,同时适当提高连铸速度,保持铸型温度略高于金属熔点。     

7055铝合金半连续铸造过程区域水冷工艺数值模拟

建立了7055铝合金半连续铸造过程的数学模型,采用了有限元模拟软件Procast对铸造过程进行模拟,模拟过程还采用了Procast模拟连铸的MILE算法.通过在结晶器下方设置区域冷却装置刮水板,使半连续铸造的二次冷却水在挡水板位置被阻挡和分流,实现区域冷却效果,保证铸造过程中刮水板下方铸坯自然空冷,铸锭利用自身余温＂低温回火＂,有效降低了铸造内应力,抑制了铸坯开裂.仿真了刮水板不同位置的温度场与应力场的变化情况,模拟结果显示,适当减小区域冷却范围,可有效减小表面裂纹和中心裂纹产生的倾向性.     

Flow field simulation of the thin metal ribbon formed by twin-belt rapid solidification

The flow field formed when an aluminum ribbon is produced by twin-belt rapid solidification is simulated with the solu-tion algorithm (SOLA)-volume of fluid (VOF) method, and the influence of casting speed and cooling-belt velocity on the flow field is analyzed for a given ejection nozzle size. It has been found that the flow field can be filled well when the width of the ejection nozzle outlet is the same as that of the up slit of the cooling belt. When the ejection nozzle outlet is wider than the up slit of the cool-ing belt, the aluminum fluid can fill well if only the casting speed matches the cooling-belt velocity properly, otherwise under filling occurs in some areas in the cooling zone.     

Heat-transfer model on the improvement of continuous casting slab temperature

A heat transfer model on the solidification process has been established on the basis of the technical conditions of the slab caster in No.3 steel works of Wuhan Iron & Steel Corporation, and the temperature field in the solidifying slab was calculated which was verified by the measured slab surface temperature. The influences of the main operating factors including casting speed, spray cooling patterns, superheat of melt and slab size on the solidification process were analyzed and the means of enhancing the slab temperature was brought forward. Raising the casting speed to 1.3 m/min, controlling the flowrate of secondary cooling water and improving the cooling pattern at the lower segments of secondary cooling zone could improve the slab temperature effectively. And the increasing the superheat is adverse to the production of high temperature slab.     

影响亚包晶钢铸坯表面纵裂纹的因素研究

采用金相、扫描电镜、连续测温等方法对亚包晶钢铸坯表面纵裂纹产生原因进行了系统研究,研究结果表明:当钢水过热度35℃和15℃浇铸时,铸坯表面纵裂纹发生率明显提高;随着拉速的增加铸坯纵裂纹发生率呈上升趋势;在同一拉速条件下,铸坯内弧比外弧更易于生成凹陷和裂纹;结晶器铜板热流密度不均是铸坯纵裂纹产生的主要原因,并在二冷区进一步扩展。