连铸方坯动态轻压下位置

为准确确定铸坯凝固末端的位置,合理选择压下区域,为实施动态轻压下提供有效技术手段,利用数值模拟方法计算某炼钢厂2#铸机连铸方坯中温度场,用传热模型分析了45#钢在某工艺下的铸坯温度分布图。固相率0.3为轻压下初始点,压下区间总长度为10 m且拉速0.76 m/min时的压下量为0.7 mm/m。     

宽板坯凝固前沿轻压下率模型的研究

结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯轻压下率的影响规律。结果表明,在相同的拉速和浇注温度条件下,铸坯轻压下率沿拉坯方向的分布总体呈减小趋势;拉速较高时的起始轻压下率小于拉速较低时对应的起始轻压下率;拉速与平均轻压下率呈线性递减关系：拉速每升高0.1m/min,平均轻压下率减小0.015mm/m;浇注温度越低,轻压下区起始轻压下率的值越高;浇注温度对平均轻压下率的影响较小,浇注温度每升高10℃,平均轻压下率仅减小0.002 5mm/m;铸坯外部凝固坯壳的收缩对整个轻压下区平均轻压下率的贡献量为20.4%～22.3%。     

用M-IEMS改善重轨钢大方坯中心碳偏析和组织

以 2 8 0mm× 32 5mm重轨钢大方坯的试验数据为依据 ,分析了电磁搅拌参数和连铸工艺参数对铸坯中心碳偏析以及铸坯的低倍结构的影响 ,采用M IEMS以及与连铸工艺参数的合理匹配 ,能明显改善铸坯的中心碳偏析和铸坯的内部组织结构     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

优化二冷制度实现宽板坯角部复热的研究

根据国内某厂宽板坯连铸工艺条件,利用二维非稳态传热模型及喷嘴冷却特性,分析不同因素对铸坯角部复热的影响规律。结果表明,铸坯断面宽度为1800 mm时,喷嘴间距选为450 mm,铸坯宽面表面温差小,有利于实现铸坯的角部复热;喷嘴间距一定,随二冷区比水量的减小及铸坯宽面外侧两喷嘴冷却水量的降低,铸坯角部复热效果更好;较小的角部凝固坯壳厚度有利于减小内部高温钢液蓄含的热量向铸坯角部传递的阻力,改善角部复热效果。     

连铸结晶器内凝固过程的热-流-力数值模拟

针对板坯连铸生产中的问题,建立了热流力耦合的三维非稳态有限元模型。以尺寸为1.2 m×0.2 m的Q235B板坯为研究对象,利用Procast软件的二次开发,求解出了结晶器区域内的温度场、流场和应变分布。计算结果表明,铸坯收缩量在不同方向上存在不同的分布状态。考虑气隙产生对传热的影响时,结晶器出口铸坯表面平均温度由1 148.3℃增加到1 275.7℃,坯壳厚度由18.7 mm减少到15.4 mm。     

Q420B高强度铁塔角钢高温力学性能研究

采用Gleeble-3500D对Q420B连铸坯试样进行热模拟实验,分析应变速率分别为1,5,10s-1时,温度对其高温力学性能的影响,并对高温脆性区间温度范围和脆化机理进行研究。结果表明,Q420B连铸坯在轧制过程中,抗拉强度随温度的升高而逐渐降低,在1150℃左右出现低塑性区。为了得到良好的面缩率,避免在热变形过程中形成裂纹等缺陷,建议轧制温度避开1150℃。     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

350mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌电磁场与流场耦合数值模拟

采用三维有限元技术研究350 mm×350 mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场、电磁力和流场的变化规律.在固定电流强度、搅拌器尺寸等参数情况下,研究搅拌频率对铸坯内部磁感应强度、电磁力及钢液流动速度的影响.研究表明:搅拌频率为2,6和8 Hz时,磁感应强度在6 Hz时出现最大磁感应强度,电磁力也出现峰值,钢液流动速度最大,说明350 mm方坯搅拌在2 Hz到8 Hz有一个最优值.从电磁力的分布看,搅拌器的下端出现向上的电磁力,有利于减小钢液的冲击深度.     

410S铁素体不锈钢连铸板坯中非金属夹杂物的分布和类型

本文用金相检验法对410 S不锈钢连铸板坯中的非金属夹杂物数量进行统计分析,研究了夹杂物的数量分布,并用扫描电镜对夹杂物成分进行研究.试验结果表明:410 S连铸板坯中夹杂物尺寸以0～10μm为主;距边部1/4位置处和中部从铸坯表层至心部非金属夹杂物数量有少量增加,沿厚度方向相同位置上夹杂物相比,中部夹杂物数量明显增加;在连铸坯表层宽度方向边部和1/4位置处各尺寸范围内的夹杂物数量差别甚小;连铸板坯中非金属夹杂物都呈现为球状,类型为CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO.     

超高强钢铸坯裂纹观察及成因分析

采用金相显微镜和扫描电镜观察与分析了980MPa级超高强钢铸坯裂纹断口形貌及组织,并利用Gleeble-2000D研究了铸坯高温热塑性。结果表明:裂纹铸坯原始奥氏体晶界处有大量的铁素体析出,并在晶界处连接成片形成膜状铁素体带,膜状铁素体上分布着白色链状的Nb、Ti碳氮化物。980 MPa级超高强钢铸坯的第Ⅲ脆性区为650℃-950℃,其断面收缩率均低于40%,而在775℃时热塑性最差,断面收缩率仅为12%。处于低塑性温度区间的铸坯在热应力和机械应力在强度较低的奥氏体晶界上的膜状铁素体集中促进裂纹萌生和扩展。     

4145H钢的电炉连铸工艺生产

4145H钢是石油钻铤用钢,对钢水纯净度、非金属夹杂物含量、钢材的晶粒度、中心碳偏析等指标要求严格。采用电炉连铸工艺开展了4145H钻铤用钢的制备研究。结果表明,化学成分调整合格后,连铸过热度为25—35℃、铸速为0．4～0．6m／min、冷却水量为180m3／h时可以拉出280mm×280mm合格方坯。当加热炉出炉温度1160～1170℃、入轧温度965—975℃、缓冷时间46h、出坑温度100～150℃时,可以获得质量合格的西130的4145H轧制材。     

Q345C高强度厚板TMCP工艺

介绍了Q345C厚70mm钢板的TMCP工艺,实现了对钢的强度、塑性和韧性的控制,研究了控制轧制工艺和钢的组织性能之间的关系,分析了钢的组织形貌．结果表明,采用该无热处理的未再结晶区大压下量TMCP工艺试验的厚板,轧后无论采用空冷还是加速冷却,力学性能都满足GB/T1591-94的要求,且厚度方向力学性能均匀性良好;加速冷却钢板铁素体晶粒细化更为明显,表面与心部铁素体晶粒尺寸稍有差异．为现场生产厚70mm钢板提供了有力的依据,节省了能源,降低了生产成本．     

钒微合金化异型坯S355ML的高温热塑性

对钒微合金化异型坯S355ML进行高温拉伸实验,采用激光共聚焦显微镜、热场发射环境扫描电镜等分析异型坯翼缘裂纹处组织及脆性温度区的断口形貌,研究异型坯断面收缩率、抗拉强度等高温性能及断口处组织比例与断面收缩率间的关系。结果表明:在1×10~(-3)s~(-1)应变速率下,第Ⅲ脆性区间为700～900℃,随断口处α铁素体组织比例的增加,铸坯塑性先减小后增大,850℃时断口处α铁素体体积分数为1.97%,断面收缩率为24.66%;850℃以下,断面收缩率随α铁素体组织比例的增加而增加,700℃时,α铁素体体积分数为64.51%,断面收缩率增至59.42%;根据拉伸试样的断口形貌和断面收缩率,异型坯最佳矫直温度区间为900～1 200℃。     

AlSi／AlMn双金属复合材料制备试验研究

在自行设计和制造的双金属复合材料连铸设备上,通过工艺参数的合理配置,成功制备出尺寸为150mm×120mm×100mm的A1Si／A1Mn双金属复合材料铸坯。分析了复合铸锭的宏观和显微组织、界面附近的元素成分以及界面结合强度和硬度分布。结果表明,复合界面为,台金结合,所制备复合材料的微观组织与化学成分分布及硬度之间有良好的对应关系。     

ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析

采用刚粘塑性有限元理论,分别用2mm/s、3mm/s、4mm/s、5mm/s的挤压速度,对ZK60镁合金棒材的挤压过程进行了数值模拟,观察棒材挤压过程中金属流动情况,并分析了挤压变形时工件内部的温度变化情况,以及应力、应变分布规律.以模拟出的挤压件流出模孔时等效应力应变的分布规律,确定该棒材挤压的最佳工艺参数.     

板料回弹控制的成形工艺面多目标优化

针对高强度板成形后回弹大的问题,以工件回弹前后对应节点的位移偏差和等效塑性应变裕度最小化为目标,以板料最大增厚率和最小减薄率为约束条件,建立基于车身侧外板回弹控制的工艺面多目标优化模型。采用实验设计（DOE）和径向基函数（RBF）神经网络方法建立优化代理模型,对均匀实验设计方案进行改进以提高优化精度,并与未改进的RBF神经网络和响应面（RSM）代理模型的优化结果进行对比分析。结果表明,建立的多目标优化模型是合理的,改进RBF神经网络代理模型的优化精度较高,在所抽取的满意解中,回弹和等效塑性应变裕度目标函数的相对误差分别为15.9%和2.2%。与实验设计中回弹量最大的样本方案相比,优化后车身侧外板回弹量减少5.149 2 mm。     

全浮芯棒二辊孔型中轧管金属变形行为研究

为分析连轧荒管管壁收缩的原因,借助有限元模拟软件MSC.Super Form,对宝钢Φ140 mm全浮芯棒连轧管机组Φ119 mm主孔型系钢管的单机架轧制过程进行数值模拟仿真,研究轧制过程中不同工艺参数对金属变形行为的影响,分析产生壁厚收缩缺陷的倾向性。结果表明：孔型顶部的壁厚压下量一定时,孔型开口处壁厚随空减坯径壁比的增大由＂增壁＂变为＂减壁＂,并且存在一临界径壁比;径壁比一定时,孔型开口处壁厚变化随压下量的增大由＂增壁＂变为＂减壁＂,并存在临界压下量;径壁比、压下量均一定时,单机架轧制高钢级时孔型开口处壁厚值相对较大。     

球-平面接触条件下扭动微动磨损接触区的力学行为分析

以GCr15球/PMMA平面发生扭动微动接触为研究对象,应用工程软件研究扭动微动磨损接触区的力学行为。分析当扭动角度由0.5°增大至5°时,考察接触表面的等效应力、等效塑性应变和摩擦切应力分布,以及粘着区大小的变化,并与实验结果进行对比分析。结果表明:在法向载荷和摩擦系数一定的情况下,随着扭动角度的增大,等效塑性应变有较明显的增长,最大摩擦切应力微幅增大且向接触中心靠近,粘着区范围减小;与摩擦磨损试验所得的相应工况下磨痕形貌图吻合度较好。     

宽板坯连铸二冷区喷嘴冷却特性研究

根据宽板坯连铸实际工况条件,测定不同冷却条件下喷嘴的冷却特性曲线,分析不同喷嘴布置与连铸实际需要条件的关系。结果表明,喷嘴水流密度峰值随着冷却水量的增加而变大,水流覆盖区域变宽;当喷嘴冷却水量过大时,水流密度分布均匀性不好;气体压力对喷嘴水流密度分布影响不大;双喷嘴喷淋水重叠区的叠加效应随着左边喷嘴冷却水量的递减呈明显的下降趋势,随两喷嘴间距的变大而逐渐减弱;喷嘴间距为450mm时,铸坯表面喷淋水流密度分布更为合理。