方坯连铸过程中轻压下技术的数字模拟

为了研究轻压下原理并提供设备设计和制造的主要参数，应用三维刚性／塑性有限元法分析轻压下过程中方坯的应力和应变状态，液芯的变形和轧辊的传动载荷。该研究应用四分之一对称面，方坯的液芯假设成一个洞，轧辊对方坯的作用假设为方坯和刚性辊之间的不均匀压力。热模拟提供了方坯横断面上的温度分布。从计算发现轻压下使方坯的断面呈狗骨状变形，洞的横断面也减薄。     

连铸方坯轻压下内裂纹形成研究

通过Abaqus/Explict建立方坯轻压下热力耦合模型,并通过凝固相变模型计算裂纹敏感性温度区间,研究内裂纹形成机理,得到了轻压下过程方坯温度分布、应力应变状态,分析了轻压下过程中脆性温度区内裂纹与等效塑性应变、最大主应力的关系。研究结果表明,脆性温度区内应变超过临界应变或存在拉应力时内裂纹开始萌生,脆性温度区拉应力是造成裂纹形成的最要因素,分析结果为优化轻压下工艺提供参考,可以优化铸坯轻压下的变形分布,提高铸坯内部质量。     

连铸坯的液芯轧制

研究了连铸坯的液芯轧制，并结合日本川崎永岛厂的实例，证实了连铸坯液芯轧制的可行性，指出了钢锭和连铸坯液芯轧制的区别，及如何制造压应力状态，推导了坯壳应力与轧辊直径压下量，坯壳厚度的关系，并提出了用振摆式轧机实施连铸机液芯轧制的方案。     

连铸轻压下过程的热力分析

以D32船板钢250 mm×2 400 mm连铸坯为研究对象,借助ANSYS数值模拟软件建立铸坯在轻压下过程中的热力耦合模型,模拟分析了在轻压下过程中铸坯的变形特点和应力分布规律,为深入解决轻压下过程中铸坯芯部未完全凝固区的温度、相变、收缩等状态较强的指导意义。研究表明,二冷第9段至第11段辊缝逐渐收缩,铸坯厚度方向累积压下量逐渐增大,达到压下的目的;夹辊辊缝的持续缩小,使得铸坯芯部未凝固区被持续挤压减小,铸坯内部未凝固(液芯)部分主要来承担压下辊对铸坯所实施的作用;在轻压下实施过程中铸坯横断面各位置等效应力大小分布为角部宽面窄面。     

薄板坯连铸带液芯轻压下过程的力学计算

为了给实际薄板坯连铸带液芯轻压下的设备设计和工艺设计提供依据，对薄板坯连铸带液芯轻压下过程中的铸坯变形抗力、拉坯阻力及其变化特性进行了理论计算。分析比较了不同轻压下设备(二冷支撑段辊列)条件下，连铸及轻压下过程的工艺参数对它们的影响。结果表明，在二冷支撑段辊列运动挤压铸坯阶段，最后一对支撑辊的移动量、挤压速度、拉坯速度、支撑辊间距离、辊径和对数以及坯壳温度对铸坯变形抗力和拉坯阻力有很大影响；而在二冷支撑段辊列稳定挤压铸坯阶段，只有总轻压下变形量及坯壳厚度影响较大。     

板坯连铸带液芯轻压下过程的力学分析

利用热力学耦合模型对板坯连铸带液芯轻压下过程的铸坯变形抗力、拉坯阻力及其变化特性进行了理论计算.分析比较了不同轻压下和连铸过程工艺参数的影响.结果表明压下量、压下速率、拉坯速度及坯壳温度对铸坯变形抗力和拉坯阻力均有很大影响.计算结果为实际板坯连铸带液芯轻压下工艺设计提供了依据.     

轻压下技术在高碳钢方坯连铸中的应用

台湾中钢、韩国浦项等5家钢厂在高碳钢方坯连铸中采用轻压技术之后，铸坯中碳和其它元素的中心偏析程度明显降低，缩孔和中心疏松缺陷也大大减少。从这些厂家的应用效果还可以看出，普通的轻压下技术，即机械轻压下技术用于小方坯连铸似乎存在一定的局限性，而热轻压下技术则为小方坯连铸提供了一种新的选择。     

薄板坯连铸带液芯轻压下技术

就薄板坯连铸带液芯轻压下过程的设备条件、控制系统、工艺要求、生产操作方式、铸坯的质量等做了简要的概述。结构合理的扇形段和能力恰当的液压缸、先进的PLC控制系统是轻压下的技术关键;稳定及合适的连铸工艺亦是带液芯轻压下不可缺少的基本前提;扇形段采用平行缓慢方式挤压带液芯的铸坯是稳定生产的有效措施;薄板坯连铸带液芯轻压下对铸坯质量的影响比较小。     

带液芯轻压下变形特征的视塑性研究

用视视塑性（网格）方法研究了铜复铅芯模拟样品轧制时的变形行为,与无铅芯的样品进行了比较,由此了解带液芯连铸坯轻压下时的变形特征。研究结果表明,坯壳的延伸与宽展均随轻压下量的增加而增中,但都较无液芯时小得多;液芯率大时,宽向变形以坯壳的“失稳外凸”为主,液芯率小时,则以坯壳侧壁的镦粗增厚”为主;铸坯的厚向变形基本上由液芯的减薄承担。     

5#连铸机平辊轻压下技术在U71Mn钢上的应用

包钢5#大方坯连铸机采用了动态轻压下工艺技术,自大方坯连铸机投产以来,以重轨钢、硬线等典型钢种为代表开展了大方坯轻压下技术的试验研究,通过不断优化调整轻压下工艺制度,取得了改善铸坯中心偏析、疏松和缩孔的显著效果.结果表明此技术可为包钢生产高速铁路用钢轨提供合格铸坯.     

静态轻压下技术在高碳连铸方坯生产中的应用

简述利用拉矫机实施静态轻压下技术及其关键工艺参数,以及压下位置的确定和压下量的控制方法.试验和生产应用表明,静态轻压下技术在高碳连铸方坯生产中应用,可降低铸坯中心碳偏析,改善铸坯中心疏松状况.     

连铸坯带液芯轻压下时压塌现象的数值模拟研究

用有限元方法（FEM）对连铸坯轻压下时出现的压塌现象进行了数值模拟,研究了铸坯液芯率、轻压下变形量、钢水静压力和内腔过渡形状对压塌量的影响,认为压塌现象的本质是因坯壳侧壁失稳外凸使宽面产生弯曲变形的结果。     

静态轻压下技术在高碳连铸方坯生产中的应用

简述了利用拉矫机实施静态轻压下,介绍了该技术的关键工艺参数,压下位置的确定和压下量的控制方法.通过试验和生产应用,得出通过静态轻压下技术在高碳连铸方坯生产中的应用,可降低铸坯中心碳偏析,改善铸坯中心疏松.     

利用拉矫机进行轻压下的技术改造与实践

论述了方坯连铸基于位置控制下的轻压下技术改造设计原理、参数计算，对采用拉矫辊实行轻压下工艺可行性进行分析，并进行轻压下试验效果分析，证明采用拉矫辊实现轻压下技术措施可有效改善铸坯中心偏析。     

拉速对连铸方坯轻压下率的影响

结合压下率理论模型，考察了连铸方坯在不同拉速下压下率的变化规律。结果表明：方坯压下率在轻压下入口处最大，沿拉坯方向线性减少；与板坯相比，两者的压下率值在轻压下入口处相差不大，方坯压下率值在轻压下出口处较板坯压下率小；拉速每增加0．1m／min，方坯平均压下率减少约0．04mm／m。方坯压下速率的取值范围不受拉速影响，最大值为0．13mm／min，最小值为0．04mm／min。压下速率沿拉坯方向呈线性减少，拉速越大，压下速率减少越慢；方坯的平均压下速率也不随拉速变化，保持定值0．088mm／min，方坯的平均压下速率较板坯平均压下速率小。     

基于力反馈模型的板坯连铸液芯终点位置判定

为了更加准确地判断连铸轻压下过程中板坯的液芯凝固终点位置,从而确定合理的压下位置以及压下区间,改善连铸板坯产品质量,通过分析凝固坯壳在轻压下过程中的力学行为特性,建立基于力反馈的板坯轻压下液芯凝固终点位置动态判定模型。利用模型计算得到轻压下扇形段各夹辊支反力以及总支反力随液芯凝固终点位置的变化规律,通过分析液芯凝固终点位置变化时各夹辊支反力以及总支反力的变化规律,提出基于力反馈模型判定液芯凝固终点位置的方法,并通过射钉试验验证了力反馈模型的准确性。     

连铸方坯凝固末端轻压下位置的预报研究

利用数值模拟手段计算连铸方坯中非稳态温度场分布及坯壳厚度,根据所需的凝固分率所对应的坯壳厚度点来预报轻压下设备的轻压下位置.     

改善大方坯内部质量的技术措施

介绍了近年来国内外大方坯连铸机的改造和新建情况,分析了大方坯生产中存在的内部质量问题和解决措施;阐述了液芯轻压下和电磁搅拌技术在改善铸坯内部质量方面的应用,重点介绍了新日铁和浦项的凸形辊压下技术、新日铁的旋转移动电磁搅拌和ABB公司的混合型电磁搅拌装置,概述了宝钢和邢钢对轻压下参数设定方法的最新研究,以及住友金属、攀钢和包钢等钢厂铸坯中心偏析和疏松的改善效果;指出了大方坯连铸技术的发展趋势。     

轻压下技术在高碳钢方坯连铸应用中的参数选取

轻压下技术作为改善铸坯偏析的有效措施之一,被广泛应用于高碳钢方坯连铸中,其压下参数的选取对于轻压下技术至关重要.通过理论分析并结合其他厂的生产经验,认为压下位置在中心固相率为0.2～0.8、总压下量为4～8 mm时,轻压下效果最佳.合理地应用轻压下技术,可以有效地减轻铸坯的V型偏析、降低中心碳偏析并改善铸坯的宏观组织.     

圆坯方坯凝壳长大的解析及其近似处理

经典的凝固平方根定律一般不适合于描述圆坯和方坯的连铸凝壳长大过程,推导了圆坯凝壳长大的圆坯凝固方程。圆坯凝固方程适用于方坯凝壳长大过程,可称为圆方坯凝固定律。经实测数据验证,圆方坯凝固定律能够较准确地表达连铸坯凝固过程,可用简化后的方程计算凝固中后期的凝壳厚度、液芯直径和全凝时间。