连铸坯凝固传热过程的数学模型分析

连铸坯凝固传热数学模型对定量分析连铸过程中的热量传递、改善连铸坯质量及实现过程级的动态控制有重要意义．分析了连铸坯在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点;重点讨论了建立连铸坯凝固传热数学模型的主要方法,给出了当前代表性的定解条件及参数确定方法;对凝固传热模型的主要数值计算方法,如有限差分法、有限元法以及边界元,进行了对比分析;指出进一步开发实用化凝固传热模型,研究连铸坯凝固传热动态控制模型将在高效连铸生产中发挥更大作用．     

板坯连铸二冷区凝固传热过程与控制

依据安钢板坯连铸机的具体条件,建立了连铸板坯凝固传热数学模型,实现了随铸坯钢种、断面尺寸及拉速变化对各回路水量连续实时控制．经现场应用表明,利用配水模型所制定的二冷配水制度是合理的,效果良好．     

武钢板坯连铸凝固规律的研究

结合武汉钢铁(集团)公司第二炼钢厂板坯连铸机实际生产情况,采用射钉法测量了不同钢种在二冷区内的凝固坯壳厚度.结果表明,铸坯宽度方向液相穴形状呈W形,1/4处凝固坯壳最薄;综合凝固系数控制在22.38～25.43 mm/min1/2,铸坯液芯长度为20.88～22.35 m,铸坯凝固末端位于二冷段八区;钢种、拉速和冷却制度等因素对板坯凝固过程有影响.     

薄板坯连铸液芯铸轧过程铸坯的应力应变分析

采用三维弹塑性大变形热力耦合有限元法,模拟薄板坯连铸液芯铸轧过程中的铸坯变形,并研究液芯铸轧时坯亮中应力应变场。分析影响坯壳中应力应变场的主要因素的基础上,给出压下率和坯壳厚度对应力应变场的影响规律。     

连铸坯凝固过程温度模拟系统的开发和研究

建立了连铸板坯凝固过程温度场数学模型。模型中引入了连铸坯在结晶器中表面热流规律的修正方程。针对板坯形状规则的特点，采用有限差分法建立了数学模型。在MATLAB平台下对二冷区内板坯温度场进行分析模拟，以渐变色形式模拟显示了连铸板坯任意截面温度场的等值线、二维及三维可视化显示，显示结果直观。以某钢厂铸机参数及铸坯尺寸为实例进行了模拟分析。模拟结果表明：连铸坯各测量截面的温度与实际测量温度分布相符。该模拟系统为板坯连铸生产过程工艺参数设定与优化提供了理论依据及有效的分析手段，可应用于实际预测当中。     

连铸板坯三角区裂纹的影响因素

通过对连铸坯硫印数据库的分析,得到了普碳钢连铸板坯三角区裂纹的影响因素.结果表明,三角区裂纹随着S含量、过热度、拉速和铸坯断面宽度的增加而越来越严重.以此为基础,提出了生产过程中控制三角区裂纹的原则.C含量控制为0.13%;[Mn]/[S]＞25,过热度小于25℃,拉速低于1.30m/min,浇铸宽断面铸坯时应加强铸坯窄边的冷却强度,保证良好的铸机设备精度.     

连铸异型坯凝固过程的数值模拟

为了解决连铸异形坯的表面及内部裂纹问题,以实测异形坯连铸工艺参数作边界条件,采用有限元方法,利用ANSYS商业软件对铸坯的凝固发展过程进行了数值模拟,模拟结果与实测铸坯表面温度吻合.计算结果表明,对于SS400异型坯,在当前的工艺条件下,仅有圆角处的表面温度在二冷区中前段,温度处于高温塑性区,铸坯的其他部位表面温度均落在相应钢种的低温脆性区.因此二冷区可以进一步采用弱冷方式,使异型坯在二冷段和矫直辊前的表面温度处于高温塑性区.     

板坯结晶器钢水凝固的数值模拟

以实测结晶器铜板温度计算的热流量作边界条件,采用有限元方法,建立了结晶器内凝固传热方程.对凝固传热方程进行了离散化,利用ANSYS商业软件进行求解,得到凝固坯壳的应力、应变情况,从而确定连铸结晶器壁的合理锥度.     

薄板坯连铸液芯铸轧铸坯变形特点

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法，模拟薄板坯 铸液芯铸轧过程中的坯壳变形，指出液芯铸轧台阶段坯壳较薄时铸坯纵向伸长可以忽略，但铸轧后期坯壳较厚时铸坯纵向伸长不能忽略。分析影响铸坯纵向伸长的主要因素，给出铸坯纵向塑性应变与坯壳厚度和压下率的关系。     

连铸坯表面网状裂纹

对连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹附近的化学成分及其组织进行了分析,发现裂纹附近存在Cu和Cr元素,裂纹沿着晶界延伸.可见裂纹形成的原因为:结晶器镀铬层磨损导致铜板与连铸坯粘结,液态铜通过奥氏体晶界向铁基体内渗透.富集在奥氏体晶界的铜极大地恶化了钢的塑性是导致裂纹形成的主要原因.在此基础上提出了控制连铸坯和热轧厚板表面网状裂纹的措施.     

现浇板框架抗震性能的试验研究及理论分析

以现浇板对空间框架结构抗震性能的影响为主要研究内容,开展了空间框架结构的水平低周反复抗震试验.对框架结构的破坏情况、滞回曲线,以及现浇板纵向钢筋应变、梁端弯矩和现浇板受拉有效翼缘宽度进行了分析.分析结果表明,由于现浇板参与工作,框架无法形成"强柱弱梁"的破坏机制;现浇板框架结构的耗能能力较好;现浇板纵筋应变随层间侧移角的增大而增大,表明板参与框架结构受力的程度逐步增强;现浇板的参与使得框架梁端弯矩提高.最后利用拉压杆模型对现浇板受拉有效翼缘宽度进行推导,所得公式与实际情况符合良好,能够有效反映现浇板参与结构抗震工作的情况,可以用于工程实际使用.     

连铸65钢方坯的质量

对连铸１５０ｍｍ×１５０ｍｍ高碳钢铸坯凝固组织,中心偏析,夹杂物分布与类型,铸坯与轧材组织状况进行了分析与讨论,提出了改善碳钢中心缩孔和中心偏析的途径。     

预应力空心板裂缝的控制与处理

针对南水北调中线干线工程建设中预应力空心板出现的裂缝情况,分析了裂缝产生的原因,给出了预应力空心板裂缝的控制措施与处理方法,旨在为类似工程的裂缝控制和处理提供一些参考。     

水平连续铸钢凝固过程数值模拟

本文在分析水平连铸传热特征的基础上，给出了一维情况下，计算结晶器出口处铸坯凝固层厚度的解析式，建立了计及轴向传热的连续坯凝固模拟模型。进行了连续坯二维传热的凝固数值模拟，其模拟结果与实验结果吻合较好，具有普遍应用价值。     

连铸板坯外形的在线检测方法

介绍了板坯外形在线检测的测量原理，计算方法，并给出了实验测量方法，过程及计算机图像处理系统的处理结果，该方法简单，实用，精度较高。     

连铸坯凝固传热的交替隐式解法

建立了连铸板坯凝固传热的二维数学模型，用交替隐式差分格式对模型进行离散化然后在计算机上求解，并用现场测试值对模型的数值计算结果进行了验证。