连铸板坯矫直过程应力应变的有限元模拟

采用弹塑性有限元分析法,对拉速1.0m/min、厚度230mm的板坯,在3套不同的辊列布置的单点矫直、四点矫直、连续矫直进行应力应变的有限元模拟。结果表明:铸坯等效VonMises应力值和铸坯水平方向应力按单点矫直、四点矫直、连续矫直依次减小;与单点矫直相比,四点矫直减小了每次矫直的变形量和应变速率;连续矫直时,在变形区内等效应变沿长度方向呈线性变化,最大值为1.11%,等效塑性应变速率较低,约为5.5×10^-5s^-1,其应变速率最低,是比较理想的矫直方式。     

液心连铸坯矫直内裂分析

本文给出了液心铸坯矫直和考虑“鼓肚”时矫直应变的综合计算式。此式阐明了铸坯矫直内弧内裂与工艺设备参数的关系,并对两种铸机半径进行了具体计算分析。     

连铸坯自适应矫直的试验研究

简述了连铸坯自适应矫直的原理，在自制的模拟试验装置上实测了自适应矫直装置浮动辊的浮动量和矫直反力，实测结果和理论分析和吻合。与其它矫直方法相比，自适应矫直装置具有容易安装、调试、保证铸坯内部质量的优点 。     

连铸坯的三段曲线矫直法——对CONCAST连续矫直法的改进

提出了连铸坯的三段曲线矫直法，改进了ＣＯＮＣＡＳＴ连续矫直法的两点不足之处。基于高温金属的本构关系，计算了矫直应力，说明了ＣＯＮＣＡＳＴ连续矫直区为一等弯矩区的原因。     

连铸坯凝固过程热力耦合有限元模拟

 以铸坯和结晶器之间的间隙热阻为纽带,考虑保护渣凝固对接触热阻和渣膜热阻的影响,建立了连铸结晶器与铸坯热力耦合模型并编写了相应的有限元仿真程序。模型预测的坯壳厚度和实验结果吻合良好,两者差值≤2 mm。应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布。结果表明,随着拉速提高,凝固坯壳厚度减薄,铸坯产生角部裂纹的趋势增加。     

Φ400mm圆连铸坯的矫直工艺探讨

根据弧形连铸原理,计算出圆连铸坯允许最大弯曲度,经过反复试验总结出Φ 400 mm连铸坯热矫直工艺.     

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。     

连铸板坯矫直过程的有限元仿真

针对某厂板坯连铸机,应用MSC.Marc有限元软件对铸坯矫直过程进行了应力应变的有限元分析,获得了铸坯在矫直过程中不同位置的应变、应力和对夹辊的反力,并阐述了其变化规律。这些力学结果对扇形段设计、工艺制度的制定以及分析铸坯质量问题具有很好的指导意义。     

Dynamic Soft Reduction for Continuously Cast Rail Bloom

  Center porosity and centerline segregation in continuously cast bloom can be minimized by the well known method of dynamic soft reduction. Metallurgical results of soft reduction previously employed in continuous bloom casting for heavy rail steel in Panzhihua Iron and Steel Group were not fully achieved because of the improper soft reduction process. Therefore, experiments for optimizing the process parameters of soft reduction for bloom were carried out. The results show that the proportion of the center porosity, which is less than 10, increases from 2841% to 9981%, while the proportion of the centerline segregation class increases from 4091% to 100%, and the proportion of the central cavity increases from 9205% to 100%, whereas the center carbon segregation index decreases from 117 to 105. The internal quality and the mechanical performance of the rails produced from continuously cast blooms meet the requirement of high speed tracks of 350 km/h.     

重轨钢连铸坯内部质量控制技术

针对攀钢大方坯连铸机投产初期重轨钢连铸坯中心疏松、中心偏析等内部缺陷较严重的问题,研究应用了提高重轨钢连铸坯内部质量的控制技术,包括凝固末端动态轻压下、结晶器电磁搅拌、二冷动态控制、连铸拉速与钢水温度优化控制等核心工艺技术.生产实践表明,重轨钢连铸坯综合合格率达到99.97%,铸坯中心疏松≤1.0级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心裂纹≤0.5级,中间裂纹≤0.5级,角部内裂≤0.5级,中心碳偏析指数≤1.05,由连铸坯轧成重轨的内部质量和力学性能满足时速350 km高速铁路用钢轨的要求.     

曲梁理论在矫直应变计算中的应用

 针对笔者开发并于目前广泛应用的连铸坯固定辊连续矫直技术,采用曲梁理论对矫直应变进行了研究。针对某钢厂直弧形板坯连铸机的连续弯曲、矫直改造,计算了矫直曲线曲率以及坯壳固液相界面处的矫直应变,并与原来使用的多点矫直的结果进行了对比和分析。研究表明采用曲梁理论计算矫直应变的方法是合理的,现场实际应用效果表明通过采用连续矫直技术降低矫直应变的速率对提高连铸坯质量以及产量都有很重要的意义。     

连铸坯液相穴长度的测定研究

介绍了两种测量液相穴长度的方法——射钉法和数学模型法.将射钉法所测量的结果与数学模型计算的结果进行了比较,结果表明,射钉法具有测量准确,成本低廉等优点,值得推广使用.     

结晶器电磁搅拌器结构对大方坯内部质量的影响

为改善攀钢2#大方坯连铸机结晶器电磁搅拌的冶金效果,开展了改进连铸结晶器电磁搅拌器结构的现场试验.通过增大连铸结晶器电磁搅拌器外径和高度,减小电磁搅拌器内径,增加电磁搅拌器线圈匝数,结晶器区域电磁感应强度由29.5 mT增至57.2 mT,铸坯中心疏松≤1.0级的比例由90.72%增至96.85%,铸坯无中心缩孔的比例由90.72%增至94.87%,无中心裂纹的比例由61.56%增至72.65%,铸坯中心碳偏析指数由1.10～1.16降至1.05～1.08.     

大断面连铸圆坯白亮带的金属原位分析

未经末端电磁搅拌（F-EMS）的连铸网坯上未出现自亮带，应用电磁搅拌（电流强度249．67A、频率6,6Hz）的连铸坯产生了白亮带，用金属原位分析仪研究了白亮带区域的元素分布。结果表明，自亮带区存在c、Si、Mn、S、P元素的负偏析。分析认为，电磁搅拌形成的钢液对流将富溶质元素的钢液带走后形成了C元素的偏析负区，该区域在随后的冷却中形成了尺寸较大的铁索体品粒，酸浸时相对其他区域更耐腐蚀而显示为白色。     

Real Heat Flux Analysis of Continuously Casting Round Billet

The distributions of heat flux along the height and the circumferential direction of round billet mould were measured continuously.The influence of casting speed,carbon content,powder,and pouring temperature on the average longitudinal and circumferential heat flux in the ＂high heat flux region＂ was discussed.The experimental and analytical results provide a basis for an intelligent mould with online detection of defects,adjustment of operational parameters,optimization of the monitoring system,and even prediction of abnormal heat transfer.     

大圆坯连铸用新型旋流水口的数值模拟

通过调整多侧孔水口侧孔射流方向来实现结晶器内钢流的旋转,并设计了一种易于加工、使用寿命长的多侧孔新型旋流水口。建立了圆坯结晶器内三维流动、传热数学模型,计算分析了直筒形水口和新型旋流水口条件下结晶器内的流场和温度场。结果表明：通过调整多孔水口侧孔射流方向可以实现结晶器内钢流的旋转,新型旋流水口能显著降低钢水的冲击深度,促进夹杂物上浮,使热中心上移,提高弯月面的温度。     

高速轨用钢连铸坯内部质量控制的关键技术

简述了攀钢提高350 km/h高速轨用钢连铸坯内部质量的控制技术,包括大方坯连铸结晶器电磁搅拌技术、二冷控制技术和凝固末端动态轻压下技术及其在重轨钢连铸中的应用效果.近3年的生产实践表明,课题研究解决了重轨钢连铸大方坯中心疏松、中心偏析、中心裂纹等内部缺陷较严重的技术难题,重轨钢连铸坯内部质量优异,铸坯收得率达到98.55%,铸坯合格率达到99.97%,铸坯中心疏松≤1.0级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心裂纹≤0.5级,中间裂纹≤0.5级,中心碳偏析指数≤1.05,为攀钢开发生产350 km/h高速铁路用钢轨提供了合格铸坯.