基于CFX的双辊铸轧304不锈钢流场和温度场数值模拟

建立了包括铸辊在内的三维整体模型,计算了熔池与铸辊的流场和温度场.流场模拟结果表明熔池内形成了大面积的环形流动区,有利于温度及池内钢液的均化.温度场模拟结果表明熔池内漩涡区由于回流作用温度比周围要低30 ～50℃.经试验验证,模拟结果与实际生产情况相吻合,证明了所建模型的有效性.分析了铸轧速度对熔池内流场和温度场的影响,并根据凝固终点的位置给出较合理的铸轧速度为0.5 m/s左右.     

基于procast的不锈钢双辊铸轧过程中温度场数值模拟

借助商业软件procast研究了不锈钢双辊铸轧过程中各相关主要工艺因素对辊-板系统温度场的影响,建立了辊-板系统传热规律的基本方程,揭示了不锈钢双辊铸轧过程中辊-板系统温度场的变化规律和传热的基本规律,为制定不锈钢双辊铸轧工艺打下了基础。     

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。     

双辊铸轧热变形及热应力的数值模拟

结晶辊内部结构非常复杂,受热发生变形后,辊表面形状变得不规则,因此研究结晶辊温度场、热应力及热变形,掌握其分布规律,对于控制结晶辊的变形,得到均匀的铸带具有重要意义.以结晶辊为主要研究对象,采用热结构直接耦合方法计算结晶辊的温度场、热应力和热变形,为结晶辊的设计提供参考.结果表明,选用Be-Co-Cu作为结晶辊材质,辊转动30 s后,辊外表面温度和最大等效应力保持稳定,最高和最低温度分别为198和449℃,最大等效应力为1041 MPa;转动300 s后,辊内部温度及变形达到稳定状态,辊外表面径向位移都在0.4～0.5mm之间.通过对比Be-Co-Cu材质和钢材质的温度和最大等效应力,得出Be-Co-Cu材质更适合于制造双辊的结论.     

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704不锈钢薄带的冷轧实验

对双辊铸轧704不锈钢薄带进行了冷轧处理,分析了冷轧前后薄带的表面质量及显微组织.结果表明:在冷轧过程中,因动态再结晶和动态回复,使薄带的晶粒进一步得到细化.变形量过大时,冷轧薄带内部出现微观晶界裂纹,并随着变形量的增加最终发展成宏观裂纹.笔者还应用金属学、结晶热力学对晶界裂纹的产生机理进行了分析,认为当冷轧变形量达到一定程度后必须对薄带进行固溶处理,以避免裂纹出现.另外,结合冷轧过程中薄带板形的变化,对704不锈钢铸轧薄带给出了合理的冷轧变形量.     

双辊薄带钢铸轧过程的流场温度场耦合数值模拟

采用有限元法模拟了双辊铸轧不锈钢过程的流热耦合问题;分析了铸轧速度对熔池内流场,、温度场的影响以及流民温度场与温度场之间的相互影响,给出了凝固过程中熔池与铸轧辊之间的热流密度变化趋势及随铸连的变化规律,并把此模拟的结果与试验的结果相比较,吻合较好;通过熔池内温度场及温度梯度分析了熔池内凝固的发展及其对热流密度变化的影响。此     

IAD法在双辊铸轧薄带温度场数值模拟中的应用

双辊铸轧薄带过程中的凝固传热现象十分复杂。用交替方向隐式插分法通过VB语言计算了薄带坯的动态温度场,进而模拟了薄带坯的凝固传热过程,对实际生产有重要的参考价值。     

双辊铸带机铸造304型不锈钢的表面质量

为了研究从熔融金属直接生产薄带的带材铸造技术，在一台双辊铸带机上进行ＳＵＳ３０４钢的铸造试验。纵向裂纹和横向裂纹以及小凹坑是直接铸造薄带表面上显示出来的主要缺陷。应用水模型试验寻找在整个带材宽度上均匀浇注熔融金属并减少弯月液面波动的条件。通过降低浇注金属的落差，优化浇注位置，提高轧辊上浇注速率与钢液重量的比，达到凝壳厚度的均匀性，从而减少纵向裂纹和小凹坑的发生。此外，根据铸造过程中诸如冷却水温度的     

双辊铸轧铝合金中分流块对温度场影响的数值模拟研究

文章采用有限元方法,在大型通用有限元分析软件ANSYS中建立双辊轧制模拟的三维模型。重点研究铸嘴型腔中不同分流块的数目及分布对温度场、出口温度和出口速度的影响,以及对不同工艺条件下凝固行为的分析。研究结果表明,铝熔体在单个分流块的作用下分布更加均衡,避免了宽度方向上温差过大以及流动过程中出现较大的波动,其中板带表面和心部的出口温度、出口速度均匀性对于提高铸轧铝合金板带的质量有很大影响。实验结果为初步的,为提高铸轧板带质量提供理论和技术支撑。     

304不锈钢冷轧带钢振动时效处理数值模拟

降低和均化冷轧带钢中残余应力是防止板形缺陷追求的重要目标。通过弹塑性有限元数值模拟,得到了具有残余应力的冷轧带钢,对其添加振动时效工艺进行数值模拟,获得了振动各个参数对带钢中残余应力的改善规律。研究结果表明,振动时效工艺对带钢残余应力有显著的减少与均化作用;激振力选取原则是动应力与初始残余应力之和达到材料的屈服极限且小于材料的抗拉极限;激振频率选取接近于固有频率;激振时间的选择取可以根据振动过程中激振力产生的动应力与带钢残余应力之和开始小于屈服极限的时间确定。     

304不锈钢棒线材热连轧温度场的数值模拟

采用三维大变形热力耦合弹塑性有限元法,借助商业有限元软件MSC.Marc,建立了辽宁特钢 304不锈钢棒线材18道次连轧过程的三维数学模型。采用3组连续模型模拟了该过程,道次出口处采用刚性 面控制轧件前进,各模型之间的数据通过插值方式传递,得出304不锈钢轧件同一截面上心部、中部和表面点 从出炉到18道次轧制过程的温降曲线。计算结果与实测值吻合,误差为5~50℃.     

不锈钢双辊连铸

双辊连铸是将钢水注入两个转动的辊筒之间的缝隙，辊筒吸收钢水的热量，从而直接生产带钢的工艺。为浇注新型带钢提供机遇的不仅是取消热轧的需要，而且还有钢水的快速冷却和凝固。     

双辊薄带连铸304不锈钢中非金属夹杂物研究

采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对双辊薄带连铸304不锈钢中的大型夹杂物和微细夹杂物进行了研究。结果表明,薄带中的夹杂物一般呈球形,主要为CaO-MnO-Al₂O₃-SiO₂组成的复杂氧化物和硫化锰;薄带中除了有少量的50μm大型氧化物夹杂外,其余均为≤10μm细小的氧化物和硫化物夹杂;与传统连铸相比,双辊薄带连铸304不锈钢薄带中的细小氧化物夹杂尺寸明显减小,数量相对增多;在钢液凝固过程中形成最后聚集在晶界夹杂的直径大多小于0.7μm。     

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。     

双辊薄带连铸的数值模拟

介绍了近些年来针对双辊薄带坯连铸所做的数值模拟工作，对其进行了分析，归类，并简要讨论了数值模拟工作的发展趋向。     

304不锈钢板坯连铸结晶器水口结构优化的数值模拟

通过数值模拟研究了304不锈钢200mm×1 550 mm板坯结晶器内用原水口时的钢液流场及钢-渣界面的特征。结果表明,原水口的结晶器流场的上回流过强,钢-渣界面的不稳定,结晶器窄边渣液层薄,易发生卷渣和钢液裸露;最优化水口结构为将原水口V型底部改成凹型、增加水口出口形状的锥度、向上倾角10°。