连铸坯凝固传热仿真平台在钢铁冶金教学中的应用

基于连铸生产工艺参数,利用可视化应用程序开发工具C++Builder,通过编程开发了矩形坯凝固传热模拟仿真软件平台,有效模拟计算不同钢种连铸全流程凝固冷却过程。学生结合连铸课堂教学内容,在可视化软件平台上输入不同钢种的连铸参数,即可对连铸坯凝固过程温度场进行仿真计算求解,深入理解连铸坯的传热凝固与调控机理,丰富、拓展课堂教学内容。     

矩形坯连铸凝固传热的数学模型

根据连铸矩形坯凝固传热特点，在上海浦东钢铁有限公司１号连铸机二冷系统改造中，动用直接差分法建立了二维非稳态矩形坯凝固传热数学模型，已应用于连铸凝固过程的模拟计算，在分析拉速、浇注温度等在数对钢水凝固过程的影响后，为提高拉速找到了理论依据。     

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.     

板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....     

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.     

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。     

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。     

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。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十五讲热量传输基础知识和连铸坯凝固传热特点

介绍了传热学的一些基本概念、原理和传热微分方程、定解条件及连铸坯凝固的特点。连铸坯的凝固过程可概括为一个内部具有液相流动的热量传递过程，并把坯壳在连铸机中的冷却看成是“热处理”过程。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座：第十五讲 热量传输基础知识？

介绍了传热学的一些基本概念，原理和传热微分方程，定解条件及连铸坯凝固的特点，连铸坯的凝固过程中可概括为一个内部具有液相流动的热量的传递过程，并把坯壳在连铸机中的冷却看成是“热处理”过程。     

“有限元—移动热源”法模拟连铸凝固过程

本文建立了连铸坯凝固传热的数学模型,阐述了“有限元-移动热源”法模拟连铸坯凝固过程的方法和编制计算程序。分析了在数值计算过程中将铸坯的凝固潜热算入比热会产生的误差,而采用“有限元-移动热源”法能消除这一误差,采用本法模拟计算了连铸坯的凝固过程,取得模拟与实测值基本吻合的好结果,本研究为模拟铸坯凝固过程提供了更为有效的新方法。     

82B钢凝固传热过程对铸坯缺陷影响分析

连铸坯的中心偏析、裂纹、缩孔和疏松等缺陷是铸坯常见的内部缺陷,与钢液自身的性质密切相关。通过对82B钢连铸坯凝固传热过程的研究,分析钢的凝固特性与铸坯缺陷的关系,为改进连铸工艺提供依据。     

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。     

连铸结晶器内大方坯的热力耦合分析

针对攀钢大方坯连铸机投产初期铸坯表面角部纵裂缺陷,建立了大方坯连铸结晶器内铜板与铸坯问的热力耦合模型,应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布.在传热模型中,以稳态模型分析结晶器的传热过程,以瞬态模型分析铸坯的传热过程;在力学模型中,考虑铸坯和结晶器的接触边界以处理结晶器角部的气隙,以热弹塑性模型分析铸坯的变形和应力场.2种结构的连铸结晶器中大方坯温度场和应力场计算结果表明,结晶器倒角从25 mm×45°变为12 mm×45°时,可改善铸坯角部的传热条件,降低凝固坯壳角部温度,增加凝固坯壳厚度,有利于减轻和防止铸坯角部裂纹.     

连铸板坯凝固传热模型研究及应用

依据板坯连铸机工艺条件，利用铸坯凝固过程传热数学模型计算了铸坯凝固过程温度场分布和坯壳生长情况，并探讨连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，示例性的提出了提高铸坯温度的工艺手段。     

水平连铸36Mn2V凝固传热过程的Fluent数值模拟

以水平连铸36Mn2V圆坯结晶器内温度场分布为研究对象,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36Mn2V管坯在不同拉坯工艺条件下,结晶器内36Mn2V钢液温度场分布及凝固传热过程,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=2.2(m/min),中间包过热度ΔT=38℃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.     

结晶器在线监控集成系统的开发与应用

基于板坯连铸结晶器实测的瞬态温度数据,在对结晶器与铸坯传热行为进行反问题计算的基础上,采用并行计算方法,构造出兼顾模拟准确性与实时性的传热反问题并行计算模型,有效解决了模拟计算准确性与实时性间的矛盾,同时借助Visual C++和OpenGL技术,开发出二维、三维的结晶器传热可视化方法,建立了面向在线的结晶器传热与铸坯凝固实时计算及可视化系统。为实时提供结晶器传热与铸坯凝固状态的瞬态信息,精确把握和控制结晶器传热和连铸坯的凝固过程提供了有利支持。     

连铸弯月面区域凝固传热的数值仿真研究

连铸弯月面的凝固传热对初生坯壳的均匀形成、铸坯的表面质量以及连铸生产的顺利进行有重要影响，建立了该区域凝固传热的有限元模型，并应用研制的程序对实际连铸过程进行了研究，结果与生产实际相吻合，表明本模型及所研制的程序是正确、可行的，其可广泛应用于连铸工艺参数的优化研究。     

Q345大方坯连铸过程表面温度变化的数值模拟

以Q345大方坯1/4断面为研究对象,建立连铸过程凝固传热有限元数学模型,然后应用AN-SYS有限元软件计算出铸坯任意断面的温度分布、坯壳厚度以及任意节点的凝固状态等,把各特征点连接起来,就可以得到连铸坯表面温度的变化曲线,以此可以优化连铸工艺参数,提高铸坯质量.     

连铸二冷喷淋喷嘴分布配置的研究

根据连铸坯的凝固传热规律,采用数学解析法,推导出二冷喷淋区某喷淋冷却段内的喷嘴分布配置方法,使喷淋冷却段内的喷淋水量分布与连铸坯的凝固传热特性相适应,以进一步改善铸坯质量。