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     

不锈钢薄带铸轧过程中的流动特性

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、温度场遥影响以及流场与温度场之间的相互关系,给出了大过程中熔池与铸轧辊之间的热流密度变化趋势及帮轧速度的变化规律,并比较了模拟与试验的结果;给出了薄带表面温度在铸轧过程中的变化及其随铸轧速度变化的趋势。     

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.     

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。     

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.     

基于粒子群算法的双辊铸轧工艺优化

针对双辊铸轧过程中凝固终点位置这一关键参数,基于贝叶斯方法的神经网络和理论模型,根据经验模型及熔池断面几何关系建立凝固终点位置数学模型.在化学成分和工艺约束已知的条件下,采用粒子群优化算法针对凝固终点位置这一铸轧过程中的关键因素进行相应的工艺参数的优化计算.铸轧实验结果验证了优化结果的可行性,从而为提高双辊铸轧板形和板厚的控制精度,改善铸带表面质量提供可能.     

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。     

双辊铸轧薄带钢组织特点及其形成机理分析

通过对双辊铸轧熔池的特点和薄带在熔池中凝固变形过程的特点进行分析，探讨了不锈钢铸轧薄带的组织结构分布特点及其形成机理，并用结晶热力学做出了解释。     

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。     

双辊铸轧工艺参数对熔池场变量的影响

双辊铸轧过程控制是一个高度复杂的工程问题,熔池流场和温度场的稳定性直接影响着带坯的质量。研究铸轧工艺参数对流场、温度场的影响规律,对于得到厚度均匀的板带具有重要意义。基于立式双辊铸轧工艺构建了1∶1水模型实验平台和标准湍流数学模型,研究了铸轧速度、熔池接触角及浇注温度对熔池流场、液面波动及出口温度的影响。结果表明:在熔池出口附近,由于熔池体积减小而产生液体回流现象,且回流区域面积与铸轧速度近似成正比。铸轧速度越大,出口温度越高,沿板宽方向温差越小。当铸轧速度大于7.2m/min或熔池接触角小于40°时,熔池液面波动过于剧烈,会严重影响板带的质量。     

复合电磁场对连铸结晶器弯月面金属液运动 行为及铸坯质量的影响

为了获得高质量的连铸坯 ,提出了在连铸结晶器外施加复合电磁场的电磁铸造方法。规范和测定了冷坩埚式铜铸型内复合电磁场的分布 ;采用低熔点金属镓和 Sn- 4.5 % Pb合金模拟高熔点钢 ,研究了在水冷铜铸型外施加复合电磁场对结晶器弯月面处金属液运动行为及铸坯质量的影响。实验结果表明 :复合电磁场能够有效地抑制结晶器弯月面处金属液波动变形 ,并改善铸坯的表面质量。随着搅拌线圈磁通密度的增加 ,铸坯的凝固组织由柱状晶转变为等轴晶 ,使晶粒得到细化     

双辊铸轧布流过程熔池流场及温度场

双辊铸轧是一种先进的连铸技术,其布流器的布流形式直接影响其产品质量。同时考虑布流器、辊套、熔池、材料非线性和复杂边界条件的基础上,建立了双辊铸轧流固热耦合数值模型,并对熔池流场及温度场的分布规律进行研究。结果表明,熔池在布流器下方和侧面开口附近共存在4处漩涡,且在靠近侧封板一侧存在下凹的高温区。布流器两侧开口宽度对熔池流场及温度场的影响均较大,在侧面和端面开口宽度分别取12和22 mm时熔池Kiss点的位置分布较为理想。对布流器两侧开口宽度同时对应调整,有利于控制熔池Kiss点的位置高度。     

Simple model for thermal calculation in twin-roll strip casting process

The numerical model for the solidification process of metal in the twin-roll type strip caster is presented in this paper. In the model the temperature change as well as the eliminating process of latent heat is calculated along the stream lines obtained by a comparatively simple velocity field. The calculations are carried out on the strip casting of type 304 stainless steel under various casting parameters. The results so obtained show a good fit to the experimental ones, and suggest that the control of the height of molten pool is of importance to the establishment of the optimal operation.     

双辊薄带铸轧熔池流动规律分析与试验

  依据相似性原理采用1[∶]1比例搭建双辊薄带铸轧水模型试验平台,研究了不同铸速对铸轧熔池流动规律的影响,并建立低雷诺数的湍流数学模型,对熔池内流场和温度场分布规律进行分析。研究结果表明,由于液体的黏性力和轧辊的挤压作用,在熔池芯部区域会产生回流现象。芯部回流可在一定程度上搅动熔池并促使芯部温度降低,有利于促使温度场和溶质场均匀稳定。研究还表明,随着铸轧速度的增加,回流区位置下移且回流区面积增大,回流作用增强。但过大的铸轧速度反而会使液面波动加剧、Kiss点位置过低等问题产生,从而影响产品质量。     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

板坯连铸内外复合冷却流场和温度场耦合数值模拟

 针对1 240 mm×200 mm板坯连铸提出了一种钢水内外复合冷却技术，即在结晶器内设置内冷却器 U形管，起到提高传热效率改善铸坯内部组织之目的。运用流体力学分析软件，就内外复合冷却结晶器内钢水在流场温度场耦合作用下的凝固状况进行数值模拟，发现内冷却器可以使钢水的流动状态均匀和加快连铸坯的凝固速度。     

Coupled Simulation of Flow and Thermal Field of Twin-Roll Strip Casting Process

The steel industry is moving ahead along the di-rection of low cost,short process,good quality andlow capital investment. Strip continuous castingwhich can directly cast a thin strip with thicknessless than 10 mm from molten metal and can elimi-nate the expansive and complex hot rolling,is ex-pected to reduce both the capital investment and thecost of production as compared with the convention-al continuous casting process. Among various pro-cesses under development,the twin- roll strip cast-i…