热型连铸过程的一维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理,建立了热型连铸凝固过程一维稳态温度场的物理、数学模型.通过数值计算,得出了(理论分析了)铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数对铸坯固液界面位置的影响规律.计算结果与文献报道的实验结果吻合较好.     

热型连铸工艺参数的数值分析

根据热型连铸技术原理,建立了热型连铸凝固过程一维稳态温度场的物理、数学模型.通过数值计算,得出了铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和水的冷却强度等工艺参数对固液界面位置的影响.结果表明,该模型较为准确地反映了热型连铸的传热特点,铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和水的冷却强度对固液界面位置有明显影响.     

热型连铸过程的一维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理，建立了热型连铸凝固过程一维稳态温度场的物理、数学模型。通过数值计算，得出了铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数对铸坯固液界面位置的影响。计算结果与试验结果吻合。     

基于一维稳态传热的纯金属热型连铸模型化分析

基于已有的热型连铸一维稳态传热模型及其分析解,导出了固-液界面前沿液相的温度梯度GL和冷却速度吃随拉铸速度V变化的关系式。计算结果表明,稳态热型连铸过程中,铸坯固-液界面前沿液相温度梯度GL随着拉铸速度矿的增加而减小;固-液界面前沿液相的冷却速度RL随拉铸速度V呈非单调变化,存在一个最大值。在“铸型温度-拉铸速度”坐标系中绘制出固-液界面位置h、温度梯度GL和冷却速度RL的等值线图,全面反映了稳态热型连铸过程中工艺参数的变化规律。计算所得的工艺相图与文献中由实验结果总结出的工艺相图相符。     

基于一维稳态传热的纯金属热型连铸模型化分析第二部分——模型特性与参数回归

通过计算分析阐述了已有的纯金属热型连铸一维稳态传热模型的特性;在当量热导率、当量换热系数和固液界面位置一定的情况下,铸型温度与拉铸速度之间保持近似直线的关系.给出了由实验数据线性回归和解析解迭代计算来确定铸型与金属间当量热导率和铸坯冷却当量换热系数的方法;用所得这两个参数值计算的铸型温度、拉铸速度和固液界面位置之间的匹配关系与实验结果完全相符.所述一维稳态传热模型及其解析解用于铸坯直径不大于4 mm的纯金属热型连铸过程的定量计算与分析,具有较高的准确性.     

热型连铸技术的发展与应用

热型连铸是一项近净成形(near-net-shape)技术,它是将定向凝固和连铸技术结合起来的一种新型工艺.通过对有关文献的综述介绍了热型连铸的原理和工艺特点、工艺和设备种类的发展及其应用研究现状,论述了铸型出口温度、冷却距离(冷却点到铸型出口端的距离)、拉铸速度等工艺变量对铸造型材质量的影响,指出了该技术的局限性及改进方向.     

连铸后工序铸坯温度与冷却控制

在连铸产品规格大型化、品种高端化的发展形势下,连铸机除主冷却工艺（即一次冷却、二次冷却）采取的有关新技术措施外,连铸后工序的铸坯冷却（也称为三次冷却）控制技术也有了新发展。本文描述了连铸后工序的铸坯冷却工艺特点,如铸坯表面淬火技术、铸坯缓冷技术、铸坯热装轧钢加热炉技术、铸坯热送和直接轧制技术等。并就各种工艺的冶金原理、技术特点、装备特点、生产实践等方面展开了讨论。     

热型连续铸造法的原理及应用

通过对热型连铸原理的介绍及对有关文献的综述，论述了热型连铸的工艺特点和连铸金属的凝固特点，讨论了铸型出口端温度、冷却点至铸型出口端距离和拉铸速度等工艺变量对铸造金属内的温度场、凝固前沿液相温度梯度、固液界面位置、固液两相区长度和位置、拉铸过程、铸材结晶方式和形态及铸材表面质量的影响，并介绍了该工艺的工业应用典型实例     

铜薄板连铸过程中的温度场模拟

基于傅立叶导热微分方程,建立了薄板坯连铸过程中凝固传热的数学模型,编制了预测连铸过程中温度场分布的计算机模拟程序.利用该程序计算了不同拉速及冷却条件下,铜薄板连铸过程中温度场的分布,并分析了拉速、冷却条件对铸坯温度的影响.模拟结果表明:拉速提高,出坯温度明显升高,因此为了防止拉漏,关键是选择合理的拉速;同时,冷却条件也是影响结晶器温度场分布的重要工艺参数之一;模型计算得出的铸坯温度与实测值基本相符,温度误差在10℃以下,计算结果可优化连铸工艺参数.     

基于一维稳态传热的纯金属热型连铸模型化分析——模型描述与参数定义

热型连铸是一种将定向凝固和连续铸造技术结合起来的近净成形(near-net-shape)新技术,在新材料开发与加工中获得了日益广泛的应用.根据热型连铸的基本原理和工艺特点,基于一维稳态传热分析,对纯金属热型连铸过程进行了模型化处理.定义了当量热导率和当量换热系数等模型化的工艺参数,获得了以固液界面为位置坐标原点的铸坯轴向温度分布解析解,可以对铸型温度、拉铸速度、温度梯度、固液界面位置、当量热导.率和当量换热系数之间的关系进行求解.给出了模型的物理数学描述和解析解;以纯锌为例阐述了根据实测温度分布曲线和固液界面位置确定当量热导率和当量换热系数的方法;以纯铜为例计算了固液界面位置、铸型温度和拉铸速度之间的匹配关系,计算结果与实验数据相符.     

板坯连铸二冷动态配水模型的开发与应用

建立了板坯连铸一维凝固传热数学模型且采取坯龄模型实现了动态配水;对二冷水计算模型计算的动态配水和静态配水进行比较得出拉速变化时动态水量变化较缓和,从而保证铸坯表面温度不发生大的波动;进行了连续测温,结果表明：测量温度和计算温度误差保持在2％左右。     

淬火工件内温度场的计算机模拟

根据实测的淬火介质冷却速度曲线推导了淬火冷却过程换热系数h值的数学表达式,研究了圆柱体工件内淬火过程中瞬变温度场的数学模型及其数值解.利用计算机计算淬火过程中工件内瞬变温度场,在实际生产中取得了满意的结果.     

板坯连铸二冷计算机仿真的研究和应用

连铸二冷计算机仿真是准确、迅速预测和分析工艺参数对浇注过程的影响规律以及优化连铸操作工艺参数的重要手段。基于沿拉坯方向上移动的有限薄片层思想,建立板坯连铸凝固传热数学模型,应用面向对象的编程语言Visual Basic 6.0开发了板坯连铸二冷计算机仿真软件,并针对国内某板坯连铸机应用仿真软件对其进行凝固过程模拟、对其二冷凝固过程进行工艺优化。应用红外线测温仪对板坯表面温度进行测试,测试温度与仿真结果吻合较好,说明连铸计算机仿真软件的计算是可靠的。     

基于射钉法的小方坯凝固过程数值模拟

结合方坯连铸机二冷各段的实际情况，在二冷各段末对铸坯进行射钉取样，利用硫印法测定方坯二冷区内目标点凝固壳的厚度，建立了方坯传热数学模型，并利用射钉结果修正数学模型中的各段的传热系数，提高数学模型的准确性。将射钉法确定的坯壳厚度与数学模型计算结果相比较，结果表明，利用修正过的数学模型可以模拟整个铸机的传热凝固过程。     

基于传热的铸钢冷却壁温度预测智能仿真方法

从高炉状态下的铸钢冷却壁复杂传热过程中提炼出以冷却水流速、水温和冷却壁本体上某一固定测点温度值为参数的简单传热关系式,并将其与神经网络技术相结合,提出了铸钢冷却壁温度预测仿真模型.通过实验数据与仿真模型的输出对比,证明这种基于模型的冷却壁温度预测智能仿真方法不仅结构简单,而且准确可靠.该仿真方法可用于在线监测冷却壁状况.     

中厚板控冷过程热应力组织耦合模拟分析

利用有限元模拟技术,建立了钢板冷却过程的热、力和组织耦合的有限元模型,计算了在控冷输出辊道上3种不同冷却模式下的温度场、应力场和组织场。分析表明,采用稀疏冷却方式能提高厚度方向上的冷却均匀性;上下表面冷却均匀有利于减小钢板的翘曲;采用不同冷却路径可获得不同的组织和性能。其分析可为中厚钢板控冷获得理想的板形、组织和性能提供理论依据。     

特厚板坯干式浇铸的工艺技术

为了解决某炼钢厂生产的特厚板坯表面横裂纹发生率高的缺陷问题,通过ABAQUS计算软件对该炼钢厂的铸机干式浇注工艺进行了工艺技术研究。建立了干式辊干式浇铸的有限元模型并进行了辊系的温度场计算分析,计算结果表明该辊系能满足干式浇铸工艺的要求。现场采用该计算方案制定了符合该铸机特性的半干法浇铸工艺,并进行了生产试验,试验结果表明采用半干法浇铸后的铸坯质量得到了明显改善。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

Numerical Simulation of Macrosegregation in Water-Cooled Heavy Flat Ingot During Solidification

Based on a volume-averaged two-phase approach, a coupled concentration, temperature, and velocity fields model has been established to predict the formation of macrosegregation during solidification. Because of the significant influence of velocity field on solute transfer and distribution during solidification process, the density of liquid steel was set as a function of temperature and concentration to accurately calculate the velocity field. Therefore, the influence of gravity, temperature gradient, concentration gradient, and volume shrinkage on velocity field distribution was comprehensively considered. The calculation result showed good agreement with previous reports. Thereafter, the current model was applied to simulate the solidification of 12Cr2Mo1R (ASTM standard 2.25Cr1Mo) heavy ingot, and the influence of surface cooling intensity on the final carbon macrosegregation was investigated. The results showed that with the increase of cooling intensity, the solidification time, flow velocity, and mushy zone width decrease, and as a result, macrosegregation is alleviated. When the heat-transfer coefficient is less than 1000 W m^?2 K^?1, macrosegregation dramatically decreases with the rise of cooling intensity. In contrast, when heat-transfer coefficient is greater than 1000 W m^?2 K^?1, the effect of reducing the central carbon segregation by increasing cooling is weakened.