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。     

连铸板坯的“鼓肚”、应变与设备工艺参数的关系

为防止板坯连铸中的缺陷,铸机的设计及生产必须考虑到控制铸坯上的应力和应变。本文给出板坯宽面“鼓肚”的蠕变解,蠕变“鼓肚”的近似计算式以及坯壳内外表面的应变计算式。为铸机设计和生产提供重要理论依据。     

连铸板坯的“鼓肚”、应变与设备工艺参数的关系

为防止板坯连铸中的缺陷,铸机的设计及生产必须考虑到控制铸坯上的应力和应变。本文给出板坯宽面“鼓肚”的蠕变解,蠕变“鼓肚”的近似计算式以及坯壳内外表面的应变计算式。为铸机设计和生产提供重要理论依据。     

中冶连铸大方坯及扁坯辊列设计程序开发与应用

中冶连铸自主开发了大方坯、扁坯辊列设计程序。大方坯、扁坯辊列程序设计中一个重要指标是夹持段长度,由鼓肚量决定,而不像板坯有鼓肚计算的一维弹性梁的经验公式,大方坯、扁坯鼓肚量的计算是一个难点。据此,开发了三维蠕变有限元鼓肚计算模型,可以计算鼓肚细节,并且考虑蠕变的影响。在此基础上,整合了几何、温度场和鼓肚程序,实现自动化计算目标,并对输出结果进行标准化。以本模型为平台,对中冶连铸现有的大方坯和扁坯铸机进行了计算,确定了夹持段标准,形成了辊列设计工具。依据此工具,给出了目前常用的断面不同拉速(即产能)对应的夹持段长度建议,供铸机设计或者改造使用。     

连铸板坯二维纵向切片热力耦合模型研究

采用纵向切片法建立板坯二维热力耦合模型,利用有限元分析软件ANSYS对板坯的传热和鼓肚行为进行模拟,分析了连铸工艺参数对D36铸坯凝固和变形的影响。结果表明,随着拉速及浇铸温度提高和比水量下降,铸坯的表面温度升高,坯壳凝固减缓,而鼓肚量逐渐增加。与浇铸温度和比水量相比,拉速对铸坯凝固和变形的影响更加显著。     

宽厚板连铸坯鼓肚变形数值计算研究

连铸过程中铸坯已凝固,坯壳在钢水静压力作用下发生鼓肚变形,影响浇铸过程顺行与铸坯质量.以宽厚板连铸坯为对象,采用数值计算方法定量研究了其在连铸过程三个典型铸流位置L1(弯曲位置)、L2(弧形段中间位置)、L3(矫直位置)的鼓肚变形规律.由L1至L3,坯壳鼓肚变形及其导致的凝固前沿拉伸应变均不断增加.凝固前沿厚度方向拉伸...     

连铸板坯的鼓肚变形与应力分析

以粘弹性薄板为模型，应用材料流变学理论及弹性薄板理论，分析计算了连铸板坯在钢水静压力与不均匀温度场作用下所发生的鼓肚变形与应力。计算结果与宝钢板坯连铸机的设计公式所得结果相吻合。此外，还得出了铸坯对夹辊的作用力。     

连铸坯变形的粘—弹—塑性研究

应用材料流变学理论系统地分析了连铸坯的鼓肚变形、错弧变形及矫直变形。指出鼓肚变形不仅有瞬时弹性变形，而且还有随时间变化的蠕变变形。矫直变形是在变形一定情况下的应力松弛过程。由此得出了铸坯在各个阶段的变形、应力及辊子对铸坯的夹持力、矫直力矩等。     

中铸坯变形的粘—弹—塑性研究

应用材料流变学理论系统地分析了连铸坯的鼓肚变形，错弧变形及矫直变形，指出鼓肚变形不仅有瞬时的弹性变形，而且还有随时间变化的蠕变变形，矫直变形是变形一定情况下的应力松弛过程，由此得出铸坯的各个阶段的变形，应力及辊子对铸坯的夹持力，矫直力矩等。     

宽厚板连铸坯中间裂纹成因分析及控制

针对某钢厂100t转炉→LF钢包精炼炉→板坯连铸机工艺流程和生产试验数据,探讨了板坯连铸一种内外弧型中间裂纹的发生机制。结果表明,连铸坯鼓肚收缩应变是中间裂纹产生的外因,钢的化学成分决定其高温力学性能,是中间裂纹产生的内因。某钢厂连铸板坯中间裂纹的产生是连铸坯鼓肚收缩应变和钢种的高温力学性能共同作用的结果,而弯曲矫直应变是中间裂纹扩展的重要影响因素,可能导致中间裂纹的扩展。结合钢种和铸坯规格的合理辊缝设计对控制中间裂纹至关重要。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座（待续）

高效连铸的主要目的是获得高的铸坯无缺陷率，连铸技术工作者一直反连铸坯质量作为连铸发展的一个方向，连铸坯存在的缺陷主要表现为裂纹、偏析、非金属夹杂及鼓肚变形等，这些缺陷的形成与连铸坯凝固过程中的传输现象密切相关。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座(待续)──第二讲 连铸坯质量与凝固过程中的传输现象

高效连铸的主要目的是获得高的铸坯无缺陷率，连铸技术工作者一直把连铸坯质量作为连传发展的一个方向。连铸坯存在的缺陷主要表现为裂纹、偏析、非金属夹杂及鼓肚变形等，这些缺陷的形成与连铸坯凝固过程中的传输现象密切相关。     

扁坯窄面鼓肚变形的分析和避免措施

扁坯由于厚度较薄,理论上一般不会出现窄面鼓肚的问题,但是实际生产中这种情况时有发生。本文通过研究分析,发现当铸坯宽面夹持辊间距过大引起铸坯鼓肚后,鼓肚的铸坯通过下一对宽面夹持辊时,由于坯壳角部的扭转变形会造成铸坯窄面出现明显的鼓肚。高碳钢连铸过程中,当二次冷却比水量不合适时,也有可能导致铸坯的窄面鼓肚,同时产生三角区、中间裂纹。通过分析两个钢厂出现的问题,给出了相应的解决方法,可以为同类连铸机的设计、维护起到一定的参考作用。     

板坯鼓肚的控制

连铸生产过程中鼓肚会导致板坯表面变形，应用数学模型能够控制过量鼓肚，消除发生漏钢的可能性，使铸机以最高拉速生产，明显提高其作业率。     

双流板坯侧面鼓肚与边角挂钢原因与对策

通过对柳钢六台板坯连铸机生产工艺和结晶器工况进行对比研究,分析了7#板坯铸机生产低碳系列钢种出现铸坯侧面鼓肚和铸坯的边角部挂钢纵裂原因。通过调整侧辊喷淋喷嘴型号,改善结晶器出口坯壳冷却效率,增加宽面铜板夹紧力,加强角缝检查清理等措施,解决了铸坯侧面鼓肚和铸坯的边角部挂钢纵裂问题。     

辊子错位对铸坯鼓肚变形的影响

 由于加工、安装、变形与磨损等原因,连铸机辊列中的辊子会偏离设计位置而产生错位,这对铸坯鼓肚变形产生较大影响。基于高温铸坯黏弹塑性本构方程,建立两辊间距内的铸坯坯壳动态鼓肚数学模型,并利用模型计算试验铸机的铸坯坯壳鼓肚曲线,依照实测数据验证了模型的有效性。根据奥钢联工业连铸机的设备及工艺参数,计算铸机不同扇形段内铸坯坯壳在不同辊子错位量情况下的鼓肚变形,并讨论在辊子发生错位的情况下辊间距对铸坯坯壳固液交界面处最大应变的影响,并给出铸机辊间距的确定方法。     

连铸板坯中心裂纹的成因及控制

根据连铸机检测结果和生产记录，对太钢集团临汾钢铁有限公司的连铸板坯中心裂纹产生的原因进行了分析。并提出了相应的改进措施及建议。分析表明：板坯中心裂纹的形成主要是因为连铸机扇形段的辊子开口度变化严重。导致铸坯鼓肚，产生中心裂纹；连铸拉速波动较大，浇注温度偏高且不稳定。导致柱状晶发达和中心偏析加重，明显促进了板坯中心裂纹的产生；mMn／mS和mMn/mSi偏低，铸坯中夹杂物较多。造成铸坯开裂。     

板坯连铸铸坯鼓肚变形的仿真研究

合理的控制影响铸坯质量的鼓肚量,有利于铸坯质量的提高。根据板坯实际生产,利用有限元法模拟凝固过程并建立二维热机耦合鼓肚模型,分析了拉速与二冷引起的蠕变时间、坯壳厚度及铸坯温度的变化对鼓肚的影响,为实际生产提供参考。     

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.     

两种冷却方式下铸坯变形问题的讨论

根据梅山炼钢厂板坯连铸机的特点，通过对在喷水和气雾两种冷却方式下铸坯矫直变形和鼓肚变形的讨论，认为喷水冷却更适合。