板坯连铸鼓肚变形行为分析

本文从平板理论出发,考虑高温蠕变,推导出坯壳在钢液静压力和温度场的共同作用下的挠度解;从鼓肚变形能出发,推导出计算拉坯阻力的解析模型;并通过工程实例和实测分析了最大鼓肚变形量和拉坯阻力计算的准确性。     

连铸板坯坯壳鼓肚变形量的有限元分析

用粘－弹塑性理论分析计算了连铸板坯鼓肚变形量，计算中考虑了蠕变过程和热应力，其结果与实测值吻合较好，此公式具有较高的可靠性。对板坯连铸机设计中的辊子排列及板坯质量的控制有实用价值．     

结晶器磨损对连铸小方坯鼓肚变形及内裂纹形成的影响

应用连铸坯凝固传热与应力分析耦合数学模型,定量地描述了坯壳与结晶器壁间气隙的大小和分布,着重研究了器磨损对坯壳鼓肚变形和内裂纹形成的影响。结果表明：气隙首先形成于坯壳的角部区域,并且以顶角处的气隙厚度最大,逐渐向中心区扩展;当结晶器磨损严重时,坯壳偏角区成为热节区,在热节区内坯壳厚度最薄,同时在结晶器下半部产生鼓肚变形,这种变形起始于坯壳最薄弱的偏角热节约。在热节区附近的铸坯对角线凝固前沿前生的力学应变达到临界应变,使铸坯产生内裂纹。研究结果验证了严重的结晶器磨损是连铸坯产生鼓肚变形、偏角区内裂纹乃至漏钢事故的重要原因之一,也说明了铸坯偏角区内裂纹是起源于对角线的凝固前沿并向温度相对较高的两个薄弱环节－表层热节区和凝固前沿方向扩展。     

板坯连铸鼓肚变形挠度及变形阻力计算模型

本文从平板理论出发,考虑高温蠕变,推导出坯壳在钢液静压力和温度场的共同作用下承受均匀载荷的四边简支矩形板和四边固支矩形板坯鼓肚模型的挠度解.从鼓肚变形能出发,推导出计算鼓肚变形阻力的解析模型.通过工程实例和实测分析讨论了承受均匀载荷的四边简支矩形板、一对边简支另一对边固支矩形板、和四边固支矩形板坯鼓肚模型的适用性,后两者都适合鼓肚变形挠度计算.     

圆坯鼓肚变形研究

建立了圆坯鼓肚变形的微条数学模型 ,并以此模型为基础推导出计算鼓肚变形的公式。     

液芯连铸坯壳鼓肚变形的研究

连铸坯离开结晶器至二冷区上部区段间，凝壳厚度相当薄，可认为铸坯坯壳由四个弹性薄板接合而成。本文基于弹性体位移变分原理，应用Ｒｉｔｚ求解等厚薄板的小挠度弯曲变形，应用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法求解薄板的平面变形，并将两者合成而得到铸坯变形的近似解析解。并讨论了各参数对鼓肚变形的影响。     

连铸板坯鼓肚变形与宏观偏析的有限元分析

鼓肚变形及因变形引起的中心线偏析是影响板坯质量的重要因素.法国冶金部和一些企业组织了优化钢铁生产的项目,采用数值方法研究和优化连铸工艺.介绍了巴黎高等矿业学校在连铸过程数值仿真方面的研究成果.     

连铸结晶器内圆坯热力行为分析

连铸结晶器内铸坯的凝固行为直接影响着铸坯质量。为了清楚的认识结晶器内铸坯的凝固过程,建立了二维圆坯结晶器内钢水凝固传热及弹塑性应力瞬态分析模型,基于商业有限元软件ANSYS的直接耦合法模拟计算了圆坯在结晶器冷却过程中的温度及应力分布、坯壳厚度和收缩量。模拟结果表明:圆坯出结晶器坯壳厚度为15.5mm,边界收缩量为0.5mm,圆坯表层处于压缩状态,而内部处于拉伸状态。     

连铸机支承导辊结构及分节数对铸坯鼓肚变形的影响

对串心杆式支承导辊的结构及分节数对连铸坯鼓肚变形的影响作了分析，从力学机理上证明了连铸机支承导辊采用分节式导辊的合理性。     

异形坯连铸过程流场与温度场耦合三维数值模拟

建立了异形坯内流体流动与凝固传热的三维耦合模型，充分考虑了对流换热对凝固过程的影响，分析了铸坯与钢液之间的相互作用，并对不同工艺条件下的温度场进行了比较，运用此模型可预报铸坯的温度场，坯壳厚度及液芯长度等，便于现场调整工艺参数。     

近终型异型坯连铸用扁平浸入式水口的设计开发

针对莱钢异型坯连铸机实现全保护浇注的要求,开发了一种超扁平形状的浸入式水口。该水口工作端采用了双侧孔结构,并结合不同浇注断面和拉速进行了导流方式优化,主要依据来自于结晶器内钢水流动、自由液面波动以及传热凝固等综合冶金行为的数值预报结果。热态生产试验指出,采用单支扁平形状浸入式水口实现异型坯连铸全保护浇注是可行的,所设计浸入式水口具有显著稳定结晶器熔池液面和促进保护渣熔化的作用,使用寿命初步达到要求,铸坯内外质量得到明显改善。     

Numerical Simulation of the Thermo-Mechanical Process for Beam Blank Continuous Casting

The aim of this study was to simulate the solidification process of beam blank continuous casting, and then find the reasons for the typical defects of the beam blank. A two-dimensional transient coupled finite element model has been developed to compute the temperature and stress profile in beam blank continuous casting. The enthalpy method was used in the heat conduction equation. The thermo-mechanical property in the mushy zone was taken into consideration in this calculation. It is shown that at the mold exit the thickness of the shell had its maximum value at the flange tip and its minimum value at the fillet. The temperature had a great fluctuation on the surface of the beam blank in the secondary cooling zone. At the unbending point, the surface temperature of the web was in the brittleness temperature range under the present condition. To ensure the quality, it is necessary to weaken the intensity of secondary cooling. At the mold exit the equivalent stress and strain have higher values at the flange tip and at the web. From the spray 1 to the unbending point, the maximum values of stress and strain gradually moved to the internal section of the flange tip and the web. However, whenever, there were bigger stress and strain values near the flange tip and the web than in the other parts, it must be very easy to generate cracks at those positions. Now, online verification of this simulation has been developed, which has proved to be very useful and efficient to instruct the practical production of beam blank continuous casting.     

异型坯铸机设备特点和连铸生产关键技术

近些年,中冶连铸与西门子-奥钢联合作设计了多台异型坯铸机,积累了丰富的异型坯铸机设计、制造和异型坯连铸生产经验。本文总结出了异型坯铸机的设备特点和异型坯连铸生产的关键工艺技术。     

镁合金压铸用模具的应力场和变形数值模拟

通过建立有限差分/有限元集成应力分析系统,模拟了镁合金压铸用模具在压铸过程承受的应力场和变形.首先采用有限差分法模拟压铸系统的三维温度场,然后利用温度载荷转换接口将温度载荷转换到模拟对象有限元模型,再计算应力场和变形.应力计算中能够处理压铸过程的合模和开模过程中的边界约束条件变化.通过分析模具在合模过程及开模时刻的应力变化和变形趋势,对铸件尺寸精确度进行了预测,对压铸过程工艺参数的优化提出了见解.     

卧式离心工艺用于大型筒体类铸坯的可行性分析

利用数值模拟技术分析了200 t筒体类铸坯采用卧式离心工艺铸造的优缺点,探讨了卧式离心铸造工艺的可行性。     

板坯连铸结晶器的热弹塑性力学分析

建立了板坯连铸结晶器三维有限元热-弹塑性力学模型,模拟了生产过程中铜板结晶器的变形和热应力分布,考察了铜板厚度、水槽深度、镍层对板坯连铸结晶器铜板变形和热应力的影响规律．结果表明,宽面和窄面中心的最大变形量分别为0．245和1.01mm,减少铜板厚度、增大水槽深度有利于降低铜板热面最大变形量与热应力值,而镍层厚度对铜板变形和热应力分布的影响不显著．     

半固态连铸技术研究现状与展望

分析了半固态连铸技术研究现状和存在的主要问题 ,提出了该领域今后的主要研究课题 ,并对半固态连铸的应用前景进行了探讨     

异型坯连铸结晶器铜板温度场及改进方案研究

异型坯连铸结晶器铜板的温度场是控制钢坯质量的重要因素之一。针对某近终形异型坯连铸结晶器,考虑钢水和结晶器铜板之间的接触传热以及铜板镀层和保护渣的热阻,给出了钢水和结晶器铜板之间的综合换热系数,进而采用ABAQUS有限元软件对结晶器铜板的温度场进行数值模拟。给出了不同铜板厚度、不同冷却水流速以及改进水槽和水孔设计等方案下铜板的温度场,为铜板的优化设计提供依据。     

异钢种连浇的数学模拟

采用数学模拟的方法研究了异钢种连浇时,铸坯拉速、中间包内余钢量和稳定钢液量对铸坯质量的影响。结果表明:该模型可从理论上判定不同工艺条件下交接坯的位置及长度。     

异形坯连铸中间包工艺技术的开发与应用

针对莱钢近终形大H型钢异形坯连铸机中间包工艺设计上的缺陷,开发与应用异形坯中间包双定径水口快速更换技术、中间包流场优化技术、中间包控流装置长寿技术等,通过技术集成与创新,形成了具有自主知识产权的异形坯中间包工艺技术,使铸坯合格率达到99.80%以上,中间包单包连浇时间达到36h以上。