Development of soft reduction zone prediction model for medimn-thick slab continuous caster

以鞍钢股份有限公司炼钢总厂四工区中厚板坯连铸机为对象，基于凝固一传热学基本理论，建立了板坯连铸三维凝固传热计算模型。该模型根据二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热建立边界条件，计算出整个铸坯固相分数分布，并实现了不同钢种和不同工艺条件下铸坯的凝固末端位置的可视化处理，确保现场工艺人员能够针对不同钢种制定相应的轻压下工艺，为新钢种生产工艺开发创造了有利条件。     

板坯连铸凝固过程中的自由热收缩行为

根据钢铸态热膨胀特性及实际过程中钢的连铸工艺特点,建立基于凝固传热与自由热收缩耦合的自由热收缩有限差分计算模型。利用该模型系统研究了铸坯自由热收缩行为沿铸流上的分布以及不同钢种之间凝固自由热收缩行为。研究表明,铸坯在中心全液相、两相和全凝固阶段表现的自由热收缩行为呈现不同规律;不同钢种的凝固自由热收缩量沿拉坯方向上的分布也相应存在差异。该模型可为制定不同钢种和断面的连铸辊缝控制工艺与轻压下工艺提供理论依据。     

基于Fluent对水平连铸结晶器温度场分布及传热的研究

以水平连铸圆坯连铸生产工艺为研究对象,采用Fluent数值模拟软件凝固传热模型并结合射钉试验共同研究了管坯在不同拉坯工艺条件下,结晶器内的温度场分布与凝固传热过程,并对不同拉坯参数下铸坯试样进行了检测分析。研究发现：水平连铸拉坯工艺参数：拉速V=2．13m／min,浇注温度T=1544℃,中间包过热度△T=40℃的拉坯参数下,结晶器内的温度场分布均匀稳定,铸坯质量好,产量高。研究表明,采用Fluent数值模拟软件凝固传热模型并结合射钉试验可以有效分析在不同拉坯工艺条件下水平连铸结晶器内的温度场分布及凝固传热过程,并进一步制定合理的拉坯工艺参数,降低管坯质量缺陷的发生,提高铸坯质量。     

连铸板坯凝固过程应变及内裂纹研究

通过建立连铸板坯凝固过程的传热模型,获得板坯冷却传热过程的主要凝固参数,在此基础上建立了凝固前沿坯壳所承受的应变模型,定量计算了凝固过程的主要应变,讨论了其主要影响因素,并针对实际铸机的设备和工艺状况,计算了其生产过程的应变,讨论了具体钢种产生裂纹的可能性。     

大方坯连铸温度场动态仿真系统的开发与应用

基于凝固传热学基本理论与对大方坯连铸工况进行分析，建立了大方坯动态铸坯温度场跟踪模型、动态工况模型和设备与工艺参数库，开发了大方坯连铸温度场动态仿真系统。利用包钢新建大方坯连铸机仿真系统对20^#，45^#，U75V三个钢种在不同工况下的温度场进行了模拟。射钉实验证明，仿真结果达到工艺要求的精度，仿真系统能够真实准确地模拟连铸浇铸全过程中铸坯温度场分布，再现大方坯浇铸的动态过程，并精确计算大方坯连铸的凝固终点位置，为大方坯动态二冷配水与动态轻压下新技术的在线控制系统的应用提供了重要技术支持。该仿真系统设计界面友好、操作简捷，可作为生产过程中工艺参数优化和离线仿真的有效平台。     

水平连铸36Mn2V凝固传热过程的Fluent数值模拟

以水平连铸36Mn2V圆坯结晶器内温度场分布为研究对象,采用Fluent数值模拟软件凝固传热模型并结合射钉试验共同研究了36Mn2V管坯在不同拉坯工艺条件下,结晶器内36Mn2V钢液温度场分布及凝固传热过程,并对不同拉坯参数下铸坯试样进行了检测分析.研究发现:水平连铸拉坯工艺参数:拉速V=2.2(m/min),中间包过热度ΔT=38℃的拉坯参数下,结晶器内的温度场分布均匀稳定,铸坯质量好,产量高.研究表明,采用Fluent数值模拟软件凝固传热模型并结合射钉试验可以有效分析在不同拉坯工艺条件下水平连铸结晶器内的温度场分布及凝固传热过程,并进一步制定合理的拉坯工艺参数,降低管坯质量缺陷的发生,提高铸坯质量.     

结晶器在线监控集成系统的开发与应用

基于板坯连铸结晶器实测的瞬态温度数据,在对结晶器与铸坯传热行为进行反问题计算的基础上,采用并行计算方法,构造出兼顾模拟准确性与实时性的传热反问题并行计算模型,有效解决了模拟计算准确性与实时性间的矛盾,同时借助Visual C++和OpenGL技术,开发出二维、三维的结晶器传热可视化方法,建立了面向在线的结晶器传热与铸坯凝固实时计算及可视化系统。为实时提供结晶器传热与铸坯凝固状态的瞬态信息,精确把握和控制结晶器传热和连铸坯的凝固过程提供了有利支持。     

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.     

基于目标温度的方坯连铸二冷配水方案优化

通过建立铸坯传热数学模型,对连铸凝固过程进行了解析。制定了二冷配水制度优化原则,基于目标温度控制原则开发出二冷配水控制模型。对不同钢种、拉速等工艺条件下的连铸工艺设计出二冷总水量、水量分配和水量与拉速的关系式,并对配水方案进行了凝固与传热的预测和验证。     

连铸应用凝固传热计算的几个问题

1.连铸坯在结晶器内的凝固传热计算 通过对连铸坯凝固传热过程的研究,可以得到铸坯在冷却凝固过程中的温度场、坯     

大方坯凝固过程鼓肚应变及内裂纹形成的研究

通过建立大方坯凝固过程的传热模型,获得大方坯冷却传热过程的主要凝固参数,在此基础上建立了凝固前沿坯壳所承受的应变模型,讨论了大方坯凝固过程的主要应变及其主要影响因素,并针对实际铸机的设备和工艺状况,计算大方坯凝固过程的鼓肚应变,讨论了具体钢种产生裂纹的可能性.     

H型钢连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟

 为了解决H型钢连铸坯表面裂纹问题,结合凝固理论建立了H型钢连铸结晶器内钢水凝固传热模型,并应用大型有限元软件ANSYS对钢水凝固传热过程进行模拟求解,描述和分析了凝固坯壳的温度分布、坯壳生长历程及各工艺因素对钢传热行为、凝固行为的影响,为制定合理的工艺参数、提高铸坯质量、减少漏钢发生提供了理论依据。     

板坯连铸结晶器内坯壳凝固收缩的数值模拟

利用ANSYS商业有限元软件,建立了板坯连铸结晶器二维凝固传热数学模型。采用传热和应力、应变直接耦合的方法,对结晶器内钢液在浇铸过程中的凝固传热进行了数值模拟分析,并对同一拉速下的3个典型钢种和同一钢种在不同拉速下的铸坯窄面温度分布和收缩量进行了讨论。结果表明:在结晶器出口处,3个钢种板坯窄面中心温度高低顺序为:X70SS400/D36;3个钢种板坯窄面中心收缩量大小顺序均为:X70D36SS400;同一钢种的拉速增加0.1m/min,铸坯窄面中心温度升高23.75℃。     

水平连铸方坯的凝固传热

本文根据西德Technica Guss水平连铸工艺,采用计算机数值模拟的方法来研究水平连铸方坯的凝固传热。经试验验证表明,可利用该凝固传热模型来预报采用不同连铸工艺参数时的铸坯温度和坯壳厚度分布及液芯长度。浇铸温度Tp、拉坯速度V、结晶器冷却水量Q和冷却水温差ΔTw等主要连铸工艺参数均不同程度地影响铸坯的凝固特性,其中拉坯速度V和冷却水温差ΔTw的影响最为显著。     

用蒙特卡罗法模拟连铸坯的凝固组织

为了创建一种直接以图形显示晶粒形貌的连铸坯凝固组织计算机模拟方法,结合宏观传热计算和凝固理论,用改进的蒙特卡罗法建立了连铸坯凝固组织的计算机仿真模型。用此模型模拟了硅钢连铸坯的凝固组织并与实际铸坯的宏观组织进行了对比,模拟结果与实际结果基本吻合。在此基础上还模拟了不同过热度下铸坯的凝固组织。     

水平连铸圆坯凝固及铸坯质量的研究

以水平连铸圆坯连铸生产工艺为研究对象,通过射钉实验并采用Fluent数值模拟软件建立凝固传热模型,研究了在不同工艺条件下圆坯结晶器内的温度场分布与凝固传热过程,并对铸坯质量进行了相关的检测分析.通过本研究进一步明确了结晶器内钢液的温度场分布,及不同拉坯工艺对结晶器内钢液温度场变化的影响.结果表明:通过射钉实验并采用Fluent数值模拟软件建立凝固传热模型,可以有效分析水平连铸钢液的凝固传热过程,对改善钢水质量有积极作用.     

连铸坯凝固晶粒组织的模拟

本文的目的在于创建一种直接以图形显示晶粒形貌的连铸坯凝固组织计算机模拟方法.结合宏观传热计算与凝固理论,用改进的蒙特卡罗法建立了连铸坯凝固组织的计算机仿真模型.用本文的模型模拟了硅钢连铸坯的凝固组织并与实际的铸坯宏观组织进行了对比,模拟结果与实际结果基本吻合.在此基础上模拟了不同过热度下铸坯的凝固组织.     

板坯连铸三维鼓肚变形仿真研究

通过建立板坯连铸凝固过程的传热模型,获得板坯冷却传热过程的坯壳生长情况,在此基础上利用有限单元法建立了坯壳三维鼓肚变形仿真分析模型。针对实际铸机的设备和工艺状况,计算了板坯凝固过程的鼓肚变形情况,并就三维仿真分析的特点进行了分析。     

方坯轴承钢连铸过程中凝固行为

为了解轴承钢连铸过程中连铸坯的凝固传热过程,采用射钉试验和数值模拟相结合的方法,研究了不同拉速对连铸坯液芯长度及中心固相率的影响,探究了连铸坯坯壳厚度生长规律。通过射钉试验对数值模拟结果的验证表明,该数值模拟采用的凝固传热模型可以较准确地描述铸坯的凝固行为。研究表明,拉速越大,相同位置处连铸坯坯壳厚度越小,液芯长度越长,中心固相率越小,为末端电磁搅拌(F-EMS)安装位置提供了可靠依据。     

Q345大方坯连铸过程表面温度变化的数值模拟

以Q345大方坯1/4断面为研究对象,建立连铸过程凝固传热有限元数学模型,然后应用AN-SYS有限元软件计算出铸坯任意断面的温度分布、坯壳厚度以及任意节点的凝固状态等,把各特征点连接起来,就可以得到连铸坯表面温度的变化曲线,以此可以优化连铸工艺参数,提高铸坯质量.