Q235钢主要热物理参数对连铸传输模型精度的影响

分析和讨论了普通碳素钢的密度、导热系数和溶质分配系数等热物理参数在凝固过程中的变化情况对连铸过程动量、能量及溶质传输模型计算精度的影响。根据Fe-C二元平衡相图和宏观传输一微观偏析计算得出0．15C-0．35Mn的Q235钢液相、δ相和γ-相的密度与温度、局部混合导热系数与温度以及平衡溶质分配系数和温度之间的关系式。这些关系式的建立是提高Q235钢传输模型精度的基础。     

22MnB5钢溶质分配系数及TiN析出对微观偏析的影响

为了提高凝固过程中溶质微观偏析模型计算的准确性,基于溶质分配系数及夹杂物析出对溶质偏析的重要影响,定量分析了溶质分配系数以及TiN析出对凝固过程溶质元素含量的影响,为微合金高强钢凝固过程研究提供理论参考.针对22MnB5钢建立了耦合TiN析出热力学模型的溶质微观偏析模型,并探究了温度及钢液凝固路径对溶质分配系数的影响规...     

45钢凝固相变过程中溶质平衡分配系数的变化

以45钢为研究对象,建立了多元凝固体系溶质平衡分配系数的热力学计算模型,利用FactSage Equilib模块计算得到了45钢凝固相变过程以及各溶质分配系数的变化。结果表明:45钢凝固路径先后经过L-δ、L-γ固-液两相区,MnS在固相中析出;依据相区间和温度的变化,回归得到了45钢中溶质C、Si、Mn、P、S平衡分配系数变化公式;溶质C、Si、Mn、P、S平均平衡分配系数分别为0.307、0.737、0.695、0.18、0.021,其中S偏析趋势最强烈,P次之,C偏析趋势较P小,Si和Mn基本相当,偏析较小。     

全成分体系钢溶质平衡分配系数的热力学计算

为了获得全成分钢体系溶质平衡分配系数，基于钢的凝固过程，建立了多元体系溶质平衡分配系数的热力学计算模型，利用FactSage热力学软件计算了全成分体系下20CrMnTi齿轮钢的相变过程及溶质平衡分配系数。20CrMnTi齿轮钢凝固过程中，主要发生L→L+δ→L+δ+γ→L+γ→γ的相变。在L+δ共存区，C、Si、Mn、P、S、Cr、Ti和Al的平均平衡分配系数分别为0.167、0.702、0.693、0.267、0.035 5、0.889、0.255和1.268。在L+γ共存区，C、Si、Mn、P、S、Cr、Ti和Al的平均平衡分配系数分别为0.328、0.718、0.723、0.135、0.016 5、0.855、0.176和1.324。C含量对C、Mn、Cr和Al元素在L+δ共存区的平衡分配系数影响较小，随着C质量分数从0.2%增加至0.4%,在δ铁素体中，Si的平衡分配系数平均值从0.702增加至0.735,P的平衡分配系数平均值从0.267增加至0.272,S的平衡分配系数平均值从0.035 5增加至0.036 3,Ti的平衡分配系数平均值从0.255降低至0.236。C含量对...     

连铸凝固传热时液相有效导热系数的定量化

在已验证的电磁-热-溶质传输耦合模型的基础上,以某钢厂同时装配有M-EMS和F-EMS的方、圆坯先进铸机为研究对象,对二维切片凝固传热模型中液相有效导热系数的放大倍数m值进行了定量化研究。结果表明,溶质再分配作用下,方、圆坯凝固终点处的钢液液相线温度较浸入式水口入口处的分别约下降了23.27和5.54℃;与二维切片模型相比,采用耦合模型计算时,铸坯凝固终点位置分别后移了1.8和0.9m;为保证同时准确获取铸坯表面温度分布状态及其内部凝固终点位置,在本方、圆坯工况下,二维切片模型中纯液相和糊状区内液相有效导热系数放大倍数的推荐值范围分别为2.2~2.4和1.1~1.2。     

连铸凝固过程中的流动特征

 为了控制连铸坯内部质量,通过建立有机透明丁二腈-水溶液凝固模型试验和多场耦合凝固传输数学模型的方法研究连铸凝固过程中的流动。在模型试验类连铸冷却条件下,正在凝固的透明合金展现出凝固前沿下降流和中心上升流组成的蝶形对流。流场的速度变化存在着阶段性,凝固早期流动较快,流速按自然指数规律快速衰减;凝固中期流场较为稳定;末期逐渐衰减至固相速度。基于连续介质模型建立的2D传输凝固模型可以计算流动、温度和溶质场多场耦合的结果,数值计算结果同样显示出相应蝶形对流及流速变化规律。研究中还发现流场对溶质分布的综合影响,凝固前沿下降流加重最终凝固区域的溶质浓度,上升流则促进溶质在纵向的再分布,溶质的最终分布由整个凝固过程决定。     

铁碳合金凝固过程微观溶质偏析模型分析

为了选择正确的微观溶质偏析模型研究铁碳合金的凝固过程,利用Thermo-Calc商业软件计算了不同碳含量下铁碳合金的固相线温度、液相线温度和碳的平衡分配系数,利用数值方法研究了不同微观溶质偏析模型下铁碳合金的固液界面温度和无量纲液相溶质浓度.数值结果表明:文献中常用的碳平衡分配系数不准确;C lyne-Kurz模型和Sche il模型不能准确地预测固液界面温度,B rody-F lem ings模型不能正确地预测碳偏析,建议采用杠杆模型和大中逸雄模型计算铁碳合金凝固过程的微观溶质偏析.     

连铸结晶器凝固传热模型研究

以连铸结晶器内凝固传热过程作为研究对象,结合高温钢液在结晶器内的实际热传输过程,建立连铸结晶器凝固传热通用仿真模型.模型充分考虑凝固铸坯与结晶器间的缝隙对传热的影响.利用Visual Basic 6.0程序开发出相应的结晶器凝固传热仿真软件,计算得到铸坯表面温度,坯壳厚度,结晶器锥度等与生产相关数据,并利用钢厂连铸机结晶器的生产数据对模型进行验证,所得结果均与实测值相符.该模型能够为连铸生产工艺的确定和调整提供理论依据.     

连铸过程钢的显微组织模拟

连铸过程中和连铸过程后钢的显微组织预测和控制对钢铁工作者研制高质量的品种钢是一项十分重要的工作：连铸过程是一个十分复杂的过程,它同时伴随着热传递、质量传递、固态转变和相转变。作为一个长期的项目,科研工作者开发了二维热传模型,而后是三维热传模型,最后是动力学三维热传模型来模拟连铸过程。不同类的凝固模型连同热传模型一并发明。这些模型经实验确定其正确性．一些模型应用在了工业生产中,通过计算的结果和实际测量的结果相对比。这些模型十分精确的预测了相转变和显做组织形貌,如整个连铸过程中枝晶间距,奥氏体晶粒尺寸,相分数和硬度。     

连铸流动与凝固耦合模拟中糊状区系数的表征及影响

分析提出了连铸流动与凝固耦合数值模拟中, 钢液在两相区流动时的糊状区系数(A_mush)与渗透率的关系; 通过建立大方坯连铸结晶器三维耦合数值模型, 揭示了不同糊状区系数对钢液流动、传热与凝固进程的影响, 以及早期相关研究结果差异的源头.结果表明: 糊状区系数越大, 钢液在糊状区内的流动阻力越强, 凝固时钢液流动速度降低越快.采用较大的糊状区系数时, 糊状区呈较窄的"带状"分布在固液相之间; 当糊状区系数较小时, 糊状区范围变大, 钢液在结晶器内温降过快, 自由液面处出现过冷现象, 凝固坯壳局部发生重熔.结合实验数据验证与模型分析, 认为糊状区系数取值1×108~5×108 kg·m-3·s-1可以较可靠地揭示连铸结晶器内的实际凝固现象.      

SAPH440钢凝固过程中TiN析出模型

通过凝固过程偏析模型和热力学计算,建立了含钛微合金钢在液态及凝固过程中TiN的析出模型.模型计算表明SAPH440钢液相中TiN没有析出,凝固过程中在固相率fs为0.65时TiN开始析出,TiN的析出抑制了钛和氮的晶间偏析.通过调整微合金钢中氮和钛含量,配合连铸工艺,可以控制TiN的析出时机,减小对钢性能的危害.     

钢铸态热膨胀特性研究

利用现代高温热膨胀检测技术并结合热物性模型计算,获得了连铸过程含碳量在0.09%～0.75%之间常用8个钢种的线性热膨胀、瞬时线膨胀系数及其温度相关性.试验结果表明,连铸冷却条件下,钢的线性热膨胀和与之相关的瞬时线膨胀系数在奥氏体温区、固态相变温区和相变结束至室温等三个温区内受碳含量的影响程度不同.利用试验数据对瞬时线...     

连铸坯热送热装在线控制数学模型的开发和应用

建立了连铸坯热送热装热过程二维传热过程数学模型 ,并采用热跟踪测试法现场实测了连铸坯在整个传输过程中的温降规律 ,在验证离线数学模型正确可靠的基础上 ,开发了连铸坯热送热装热过程温降规律的在线控制数学模型。该模型经现场运行结果表明 ,与人工不定期实测相比 ,在线控制数学模型计算出的数据具有连续、准确、快捷等优点 ,实现了连铸坯热状态参数的计算机在线管理。     

含Nb高强钢高温凝固特性与物性参数的计算

以Ueshima的正六边形凝固模型为基础,通过有限差分法建立了钢凝固过程中两相区溶质微观偏析模型,分析了含Nb高强钢溶质元素对其凝固偏析的影响,并通过理论计算分析了连铸条件下含Nb高强钢的高温物性参数。分析表明,在碳含量低于包晶点时,P、S、Nb和Ti元素偏析程度随着碳含量的增加而降低;碳含量高于包晶点时,元素偏析趋势相反。定量计算了固定成分下含Nb钢高温物性参数的值,由于Fe不同相的高物性参数并不一致,可以看出一个准确的相组成对高温物性参数的确定十分重要。     

非平衡凝固对铸坯末端两相区长度的影响

通过分析代表性的正六棱凝固结构的微观偏析模型,结合实际多组元钢种,建立了钢的凝固过程溶质微观偏析有限差分模型。模型计算得到的非平衡固相线与Jernkontoret公布的有关实验数据吻合。20钢、45钢和U71Mn钢的280 mm×380 mm连铸坯传热计算模型的应用表明,采用非平衡固相线计算的铸坯中心两相区长度比采用平衡固相线计算的长,并且随钢中碳含量的增加而增大;修订的凝固参数与建立的模型能更准确地反映铸坯的凝固进程。     

连铸坯热送热装设备设计与应用

介绍了福建三钢闽光股份有限公司连铸坯热送热装工艺及设备,对输送辊道、横移机、转盘的功率进行计算,并阐述了连铸坯热送热装技术及设备在轧钢生产上的经济效益.     

双履带活块循环式薄板连铸过程的计算模拟

本文对双履带活块循环式薄板连铸过程进行了计算机模拟。由实验室热态试验结果表明凝固模型是可靠的。通过计算可知:双履带活块循环式薄板连铸过程中,结晶器内液态钢象固态钢一样随模壁运动,钢液流速和自由表面形状的主要影响因素是中间包水口的钢液出口速度。     

薄板坯连铸连轧含Nb钢变形抗力模型研究

利用本钢Gleeble-2000热/力模拟试验机结合本钢薄板坯连铸连轧生产线生产低碳含Nb钢X46的生产工艺,对不同Nb含量的低碳钢进行单道次压缩实验.考虑了钢中Mn和Nb的影响,回归了变形抗力模型.现场数据和热模拟实验结果表明:管线钢X46的再结晶终止温度为981.3 ℃.薄板坯连铸连轧粗轧阶段的动态软化率接近于1.考虑动态再结晶以及未再结晶区的应变累计,计算的变形抗力与现场实测的变形抗力吻合良好.表明该模型能够预测薄板坯连铸连轧生产线生产低碳含Nb钢的变形抗力.     

SS400和65Mn钢高温热力学性能分析

以凝固过程的溶质微观偏析理论为基础,通过实际测试和理论分析计算相结合,系统的研究了连铸条件下SS400和65Mn两钢种的高温热力学特性。研究表明:钢种两相区宽度对其相应的等效导热系数、等效比热2个热学参数和泊松比起决定作用;通过铸态组织的高温拉伸试验测试结果可拟合得到相应钢种杨氏模量与温度的关系曲线;对于连铸而言,凝固过程中的粘滞性温度和固态组织类型决定了热膨胀系数的大小,65Mn钢凝固过程中直接生成γ奥氏体,因此热膨胀系数的峰值较SS400钢要大,达到0.000 36/℃。     

连铸坯热送热装设备设计与应用

介绍了福建三钢闽光股份有限公司连铸坯热送热装工艺及设备,对输送辊道、横移机、转盘的功率进行计算,阐述了连铸坯热送热装技术及设备在轧钢生产上的经济效益。