超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

宽厚板连铸过程温度场数值模拟

根据传热学基本原理和有限单元法,利用商业软件ANSYS分析了板坯连铸凝固过程的温度场和结晶器内铸坯应力分布,计算了板坯中心与表面的温度分布、坯壳厚度、液心长度等,计算结果与现场实测值基本吻合,对深入分析板坯连铸生产过程温度及应力变化提供参考依据.     

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。     

薄板坯连铸连轧工艺技术的质量优势

（1）薄板坯在结晶器内的冷却强度远远大于传统板坯，薄板坯原始的铸态组织晶粒比传统板坯更细、更均匀，为最终组织的细化创造了条件．由于冷却强度大，坯体的微观偏析也得到改善，分布均匀，产品的性能稳定．     

宽板坯凝固前沿轻压下率模型的研究

结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯轻压下率的影响规律。结果表明,在相同的拉速和浇注温度条件下,铸坯轻压下率沿拉坯方向的分布总体呈减小趋势;拉速较高时的起始轻压下率小于拉速较低时对应的起始轻压下率;拉速与平均轻压下率呈线性递减关系：拉速每升高0.1m/min,平均轻压下率减小0.015mm/m;浇注温度越低,轻压下区起始轻压下率的值越高;浇注温度对平均轻压下率的影响较小,浇注温度每升高10℃,平均轻压下率仅减小0.002 5mm/m;铸坯外部凝固坯壳的收缩对整个轻压下区平均轻压下率的贡献量为20.4%～22.3%。     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

板坯连铸机结晶器内钢液流场的数值模拟

基于流体力学的基本理论,利用商业软件fluent的,κ-ε湍流模型,实现了对结晶器内钢液流场的三维数学模拟.重点分析了浸入式水口的形状、插入深度、水口侧孔倾角以及拉速等工艺参数对结晶器钢液流场的影响.结果表明,对于断面为1280 mm × 180 mm的板坯结晶器,水口插入深度为150 mm,水口倾角为向下15°,拉坯速度为1 m/min时,结晶器内的流场较好.     

CSP结晶器内钢液流动及凝固的数值模拟

应用数值模拟方法,建立CSP漏斗型结晶器内钢液流动及凝固传热耦合模型。针对结晶器内铸坯角部受到强冷的特点,对结晶器内热流密度采用修正方程进行计算,分析热流密度修正系数对铸坯凝固坯壳表面温度计算精度的影响。通过比较不同拉坯速率下结晶器内钢液凝固的特点,研究凝固坯壳对结晶器内钢液流动行为的影响。结果表明,采用热流密度修正系数后,铸坯凝固坯壳角部温度的计算值与实际情况更相符;提高拉坯速率可使铸坯凝固坯壳厚度减小;拉坯速率较大时凝固坯壳厚度随铸坯距弯月面距离的增大基本呈线性增长,拉坯速率为3m/min时,凝固坯壳在生长过程中厚度的增长有短暂的停滞现象;凝固坯壳对钢液流动的影响较大,主要是由钢液有效流动区域减少及两相区额外动量阻损造成的。     

工艺参数对大方坯结晶器流场和温度场影响的数学模拟

利用Fluent软件针对大方坯结晶器建立了三维有限差分模型,计算了连铸结晶器内的流场和温度场,分析了浸入式水口倾角和水口出口面积对结晶器内流场和温度场的影响。当拉坯速度为0.5 m/min、水口浸入深度为120 mm时,大方坯结晶器流场和温度场分布较为合适。     

装炉温度对大板坯加热过程热应力的影响

针对大板坯的加热过程,建立铸坯的热弹塑性模型,研究不同装炉温度条件下铸坯热应力分布的变化规律。研究表明:冷装和400℃装炉的铸坯,表面和心部分别受到压应力和拉应力作用,热应力随加热过程的进行逐渐减小;600,800℃热装铸坯入炉后,表面所受拉应力迅速转变成压应力,峰值最高达37 MPa,心部所受压应力迅速转变为拉应力;出炉之前,热装和冷装铸坯内外的热应力都趋于零。     

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.     

Effect of SEN structure on the mold level fluctuation and heat transfer for a medium thin slab caster

It is important to select suitable parameters of a submerged entry nozzle （SEN） for optimizing the flow and temperature patterns in a mold. The effect of SEN design on the mould level stability, meniscus steel flow velocity, and heat transfer of the mold of a medium thin slab caster was studied by means of 1：1 water modeling and industrial testing. The advantages of a 2-port SEN compared with a 3-port SEN are the following： more optimal flow patterns with a lower mold level fluctuation and a lower meniscus steel flow velocity; proper powder consumption without slag bears due to a reasonable liquid powder thickness. The argon flow rate can be reduced and the mold average heat flux and temperature near the edges of the copper plate are reduced. At a casting speed of 2.5 m·min^-1, the mold level fluctuation lies within ＋5 mm. In addition, soft cooling of the steel shell in the mold is realized, which is suitable for casting crack susceptible steel grades.     

奥氏体与马氏体不锈钢板坯在结晶器内收缩规律与结晶器锥度的研究

针对奥氏体和马氏体不锈钢连铸中的质量问题,对太钢第三炼钢厂结晶器的锥度进行了调查分析.根据铸机和不锈钢的钢种特性,分别计算比较了马氏体和奥氏体连铸坯在结晶器内的收缩规律,分析了连铸工艺参数如拉坯速度、过热度对铸坯收缩的影响规律,在此基础上设计了曲线锥度的结晶器,并在生产实践中取得了很好的效果.     

宝钢板坯连铸机中间包三维流场数模研究

本文根据宝钢板坯连铸机中间包的形状和操作工艺参数,建立了一个钢液流动的三维数学模型,并利用数值计算结果,分析了宝钢中间包上、下挡墙结构对钢液流场的影响。结果表明,这种结构的中间包,有较合理的钢液流场。可避免钢渣卷入钢液流向水口进入结晶器,也有利于钢液内的夹杂上浮排除。     

三维流场的数值计算方法

本文利用压力修正法对三维湍流N-S方程求数值解,求解过程中采用控制容积法、混合格式、交错网格、欠松驰因子等技术手段保证迭代收敛,求解过程编制成一个计算机软件,并对连铸机中间包内钢水流动作了计算,结果与实际钢水流动相当吻合。     

正六边形蜂窝型空腹楼盖混凝土板的有效宽度计算

为便于工程简化计算,将混凝土楼板和下空腹钢结构梁运用刚度等效原则简化为钢结构梁,利用有限元方法分析了正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖和刚度等效钢结构楼盖在竖向荷载作用下的静力特性,通过对比分析,研究了不同混凝土楼板参与宽度的竖向挠度,计算出钢-混凝土组合结构混凝土楼板的有效宽度,并分析得出的混凝土板有效结构宽度与混凝土板厚度和钢-混凝土组合结构厚度间的关系。研究结果表明：正六边形蜂窝型空腹夹层板楼盖结构的抗弯刚度随剪力键高度的增加而加大,上翼缘混凝土板有效结构宽度随剪力键长细比的增加而减小;混凝土板有效结构宽度随自身板厚的增加而增加,近似为线性增长。     

热轧轧钢加热炉热装制度的优化研究

基于钢坯跟踪测试和热平衡测试,联立加热炉温度分布模型、钢温模型和热平衡模型,对不同炉型、不同钢种和不同热装温度条件下,加热炉钢坯加热过程进行数值模拟和温度制度优化。获得不同钢种在不同热装温度条件下的优化加热制度,为加热炉的节能降耗和科学操作提供了理论依据。     

马钢板坯连铸机铸坯凝固偏移起始位置的测定与计算

马钢四钢轧板坯连铸机生产过程中发现铸坯在二冷过程中内、外弧冷却极不均匀,铸坯组织出现等轴晶区向外弧方向严重偏移。通过射钉试验确定铸坯综合凝固系数,并对铸坯低倍组织的测量获得铸坯凝固组织发生不均匀的起始坯壳厚度,再结合二冷区坯壳厚度的计算公式就可推导出铸坯凝固组织偏移的起始位置。     

Surface turbulence in a physical model of a steel thin slab continuous caster

In the thin slab continuous casting (TSCC) of steel, the issue of optimum fluid flow is very important due to higher casting speeds and has direct influence on the formation of solidified shells and the quality of final products. In the current work, a full-scale physical mod-eling of a thin slab caster on the basis of dimensionless Reynolds and Froude similarity criteria was constructed. The flow pattern in the fun-nel shaped mold with a new tetra-furcated submerged entry nozzle (SEN) was investigated. To ...