双辊铸轧薄带钢温度场的有限元分析

针对实验室现有的实验设备条件,建立了双辊铸轧薄带钢过程的有限元数学模型,通过程序开发对熔池内的温度场进行了模拟;给出了各工艺参数对凝固终点位置及铸带表面温度的影响规律,为铸轧过程的分析和控制提供了理论依据.     

双辊铸轧薄带钢温度场的有限元分析

针对实验室现有的实验设备条件,建立了双辊铸轧薄带钢过程的有限元数学模型,通过程序开发对熔池内的温度场进行了模拟;给出了各工艺参数对凝固终点位置及铸带表面温度的影响规律,为铸轧过程的分析和控制提供了理论依据。     

双辊铸轧工艺温度场和流场耦合的数值模拟

 双辊铸轧过程中熔池内金属的流动状态及温度分布直接影响着铸轧过程的稳定性与铸带产品的质量。针对实验室双辊铸轧试验的特点,采用三维有限元法模拟了双辊铸轧过程的热流耦合问题,利用热平衡计算、铸轧实验和模拟相结合的反向方法分段建立了凝固过程中凝壳与铸辊之间热传导系数与铸轧速度、熔池位置之间的关系模型,并分析不同工艺条件下熔池内凝固变化的情况。     

双辊铸轧凝固组织的数值模拟

对双辊板带铸轧的凝固过程中金属的形核和生长行为进行了数值模拟,建立了一套描述双辊板带凝固组织参数的表征体系,从而为双辊铸轧板带凝固组织特征的定量数学描述奠定了理论基础.同时为该领域的试验研究提供了理论基础.     

双辊薄带连铸工艺凝固区的数值模拟

采用数值模拟方法,建立了双辊薄带连铸工艺凝固区的数学模型,对某预投产的双辊薄带连铸设备在工况下的凝固终点位置进行计算,同时对影响凝固终点的因素如浇注温度、辊速等工艺参数进行分析。结果表明:设计时将钢液出流方向左右各移2mm及拉坯速度为30m/min时,凝固区分布最佳;浇注温度的提升对凝固终点位置影响不大;辊速增加,凝固终点纵向位置逐步降低至消失。     

双辊铸轧薄带钢过程铸轧力计算的数学模型

 在双辊铸轧薄带钢过程中,铸轧力的控制是铸轧过程稳定进行和提高薄带质量的关键。为了控制铸轧力,必须建立铸轧力控制数学模型。基于经典轧制理论,采用工程法推导出铸轧过程中熔池区域微元体静力平衡微分方程,根据凝固终点位置即可给出铸轧过程中单位压力分布,进而给出铸轧力计算的数学模型,为铸轧力的在线控制奠定了基础。     

工艺因素对铝双辊铸轧凝固过程的影响

利用铝双辊铸轧过程传热数学模型,系统分析了辊套材料、浇注温度等工艺因素对铝双辊铸轧过程凝固速率的影响及进一步提高铸轧机生产能力的途径,建立了钢和铜合金2种辊套材料的凝固壳厚度随时间变化的计算公式。     

双辊板带铸轧凝固过程的数值模拟

根据双辊板带铸轧工艺中金属熔池内的传热特点,建立了笛卡尔坐标系下的传热数学模型,并利用有限差分法对其凝固过程进行了数学求解,从而对双辊板带铸轧凝固过程的传热特点及其影响因素进行总结,并对其加工工艺提出了一些见解,最后将该方法的求解结果和文献中的结果进行了对比。通过本方法的研究,为控制带钢铸轧的凝固过程提供了理论基础。     

待定系数法确定双辊薄带铸轧中的边界热流

熔池与铸轧辊接触的边界热流是进行双辊薄带铸轧数值模拟研究的重点,通过铸轧过程中金属凝固机制和传热过程的研究,提出结晶辊和熔池接触的边界热流分布函数形式,利用凝固初始位置、薄带坯出坯厚度,再结合能量守恒原理进行求解,确定函数中的待定参数,避开传统方法需要求解坯壳和铸轧辊间气隙热阻的难题;通过施加所提出的边界热流函数对某试验铸轧辊温度场进行求解,结果与实测结果相吻合,这表明文中提出的边界热流分布函数形式与实际相符合。     

侧封板传热对双辊板带铸轧凝固过程的影响

借助大型有限元分析软件ansys中的flotran CFD模块,对双辊板带铸轧的凝固过程进行了模拟分析,并对不同导热系数的侧封板对双辊板带铸轧凝固过程的影响进行了对比分析。此模拟结果可以为控制铸轧过程提供有效的参考。