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.     

降低高碳钢连铸小方坯中心偏析的研究

通过建立连铸小方坯凝同传热的数学模型，对实际生产中的小方坯凝固状况进行了模拟，发现原配水条件下铸坯表面温度波动大，并针对生产中连铸坯中心碳偏析较大的问题，对二冷水进行了优化。优化配水后的工业试验结果表明，通过凝固模型计算优化后的二冷配水可以降低中心碳偏析，提高连铸坯低倍质量。     

水平连铸结晶器内凝固传热数学模型

作者根据齐齐哈尔钢厂水平连铸机的实际情况,采用合理简化以及假设条件,建立了方坯二维水平连铸拉坯方向及初期坯壳的凝固传热数学模型,编制了通用的计算机程序。运算结果和实测值及有关研究结果取得一致,从而证明所建立的数学模型是符合实际的。通过大量计算,定量地分析了拉速和过热度对水平连铸坯凝固传热特性的影响;不同工艺参数对初期凝固壳成长及铸坯表面缺陷的影响。该数学摸型给方坯水平连铸机提供了理论计算结果,对实际生产有指导意义。     

连铸坯凝固传热数学模型的研究与应用

以安阳永兴钢铁公司1#方坯连铸机为研究对象，建立连铸坯凝固传热数学模型。研究了不同拉速、过热度及二冷比水量对铸坯表面中心和角部温度及铸坯凝固终点位置的影响。并对铸坯表面温度进行了实测，实测结果与模型计算基本吻合。与现场生产实际结合，优化二次冷却制度，铸坯质量得到明显提高。     

宝钢厚板连铸机结晶器凝固传热模型的研究和开发

以宝钢厚板连铸机结晶器一冷传热过程为研究对象,结合高温铸坯在结晶器内的实际热量传输规律,建立了宝钢厚板连铸机结晶器凝固和传热模型.结晶器内凝固传热过程分为凝固坯壳传热、缝隙间传热和结晶器铜板传热,其中结晶器缝隙问传热模型综合考虑了气隙、保护渣和振痕对传热的影响.利用Fortran语言对模型进行编程,开发出相应的结晶器凝固和传热仿真软件Moheat.结合厚板连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证.所得计算结果符合实际测量值.利用该软件能够对不同生产工艺下的凝固坯壳厚度、坯壳表面温度、结晶器铜板温度、冷却水温差以及结晶器理想锥度等进行计算,分析和优化结晶器一冷制度,指导连铸生产.     

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     

基于图形处理器加速的连铸坯实时凝固传热模拟

实时模拟连铸坯的传热过程对于保证二冷动态控制的精确性和压下效果十分重要。实际生产过程中，为了适应工艺参数的不断变化，连铸的动态控制系统需要调整二冷水量以保证铸坯表面温度稳定。对于基于模型的动态系统，其核心是准确的在线传热模型。然而，在线模型对求解时间的严苛要求往往使得精确的模型在实际应用中受限。针对这个问题，在保障模型计算精度的基础上，应用图形处理器(graphics processing unit, GPU)技术来加速连铸凝固传热过程模拟，并针对连铸凝固传热过程和GPU硬件特征，对求解算法进行设计和优化。与基于28核中央处理器(central processing unit, CPU)并行的模型相比，GPU加速的传热模型实现了78倍的加速比。此外，模型的准确性通过表面温度测量得到了验证，最大相对误差为0.728%。     

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.     

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。     

珠钢CSP薄板坯凝固层厚度研究

结合珠钢生产实际情况，采用射钉法来测定二冷区不同位置的凝固坯壳厚度，试验结果表明，4．8m／min拉速下铸坯液芯长度为4820mm，4．5m／min拉速下铸坯液芯为4490mm，两种拉速下连铸坯坯壳厚度的实际测量结果与凝固传热模型计算结果一致。整个凝固过程坯壳厚度生长符合平方根定律。     

矩形坯连铸机凝固末端位置的模拟计算

根据连铸矩形坯凝固传热特点，运用直接差分法建立了二维非稳态矩形坯凝固传热模型，对首钢矩形坯进行了凝固末端位置的模拟计算，得出了3种断面的液芯长度，找了搅拌器的合适位．置。     

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。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座(待续)──第三讲 连铸坯凝固过程中传输现象的研究概况(上)

应用数学模型和物理模型对连铸坯凝固过程中的传输现象进行研究，近些年来得到飞速发展，利用数学模型预测连铸坯的液相流动、传热和偏析状况，并在研究传热的基础上开发了应力计算模型，用于分析裂纹的形成原因，并介绍了国内外有关专家在这一领域的研究概况。     

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。     

板坯传热二冷动态控制模型的有限体积法

阐述了时空有限体积法的基本思想，应用其方法，以钢水的凝固过程为多元系相变的实际为出发点，建立了连铸板坯凝固传热的二冷动态控制模型，求得表面温度的分布，表面温度、二冷区各段水量随拉速的变化关系。模型的模拟数据和现场实测数据吻合良好。算法对连铸过程中拉速的变化具有良好的适应能力，拉速引起的表面温度波动很小，能可靠地反映浇注条件频繁发生变化的实际连铸坯的凝固传热过程。     

0.1%C低碳钢连铸坯表层微观组织演变过程热模拟

连铸坯表层微观组织直接影响其表面质量，研究微观组织演变过程与工艺条件的关系对认识机制并优化连铸工艺具有重要意义。根据连铸坯传热特点，利用凝固过程热模拟方法再现铸坯表层传热过程，通过液淬实验观察了连铸坯表层微观组织的演变过程，并比较了热模拟铸坯和实际铸坯在传热、枝晶生长速度和微观组织方面的相似性。结果表明，热模拟实验可以很好地反映连铸条件下的传热及微观组织演变过程，为研究工艺条件对铸坯表层微观组织的影响提供了可行的途径。在所选模拟连铸条件下，0.1%C低碳钢的连铸坯表层奥氏体晶粒尺寸(D)与凝固时间(t)符合关系式：D=80.74×ln(t+2.95)-90.49。     

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。     

汽车用钢大方坯连铸二冷配水数学模型

应用开发的连铸传热数学模型对石家庄钢铁有限责任公司炼钢厂电炉车间所生产的5个钢种及2种规格铸坯的二次冷却配水进行了模拟计算；根据铸坯凝固冷却过程冶金准则的要求，经反复模拟及优化，得出了二次冷却区各段水量与拉速的二次关系式；综合考虑了过热度对铸坯凝固过程的影响，建立了新的二次冷却水控制模型，并应用于实际生产。     

连铸初始凝固区域传热研究进展

连铸初始凝固阶段的传热决定了初始凝固坯壳的形成,讨论了初始凝固坯壳的两大形成机理,探讨了初始凝固阶段的传热行为,分析了连铸中各种因素对初始凝固阶段传热的影响,进一步解释了电磁连铸技术对初始凝固传热的改善.     

宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型的研究与开发

以二维非稳态传热数学模型为理论基础,结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律,将二冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热四个过程,并根据宝钢一炼钢板坯连铸机具体条件,建立了宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型.利用面向对象的VB6.0高级语言对模型进行编程,开发出相应的连铸二冷仿真软件.利用红外线测温仪采集铸坯温度,对模型结果进行验证,现场铸坯测温和仿真结果比较得出偏差范围为0.9%～2.8%,说明仿真模型和仿真结果真实可靠.利用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化,指导连铸生产.