收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

板坯连铸结晶器内传热与摩擦行为研究

臧欣阳  
【摘要】: 结晶器是连铸机的核心部件,完成将钢液初步凝固成型的任务。结晶器与铸坯之间会发生复杂的热、力行为的作用,结晶器内的传热凝固与摩擦润滑状态决定结晶器的工作状况,最终决定铸坯的表面质量和连铸机的生产能力。当前结晶器监控技术的核心是热学和力学行为的在线检测,其目的是能够实时了解结晶器与铸坯间的传热、摩擦和润滑状况,为实现铸坯质量的在线预测和调控提供帮助和支持。因此,分析和掌握结晶器内热学和力学行为的作用机理,开发和应用基于实测数据的结晶器内传热与摩擦润滑的计算方法,是顺应高效连铸技术发展的根本要求。 本文以连铸结晶器为研究对象,围绕着连铸结晶器内发生的传热和摩擦行为展开工作,着眼于推动和促进结晶器热、力行为研究的生产应用,归纳总结以往研究工作的成果与不足,对结晶器内的传热凝固和摩擦润滑行为进行模拟与检测研究。首先,建立基于实测的板坯连铸结晶器传热反问题数学模型,并对实际工况下的结晶器传热与铸坯凝固行为进行分析;其次,推导并建立结晶器-保护渣-铸坯界面摩擦行为的数学模型,对结晶器内的润滑摩擦行为进行讨论;第三,基于液压振动装置驱动的板坯连铸机,研究和建立结晶器摩擦力的瞬态检测模型,并对摩擦力的检测结果进行分析;最后综合模拟计算与检测实验的内容,提出结晶器内传热与摩擦状态联合监测的应用构想,并进行初步的设计与讨论。 针对板坯结晶器热电偶的排布特点,研究并建立板坯连铸结晶器传热反问题的数学模型。基于实测温度数据,对结晶器传热与铸坯凝固行为进行了模拟计算,细致分析了实际工况下结晶器内的热流和坯壳厚度分布,以及拉速的影响,并对模型的合理性和传热计算应用的可行性进行了验证。 依据摩擦学的基本原理,利用结晶器保护渣的界面模型,界定并划分铸坯表面不同的接触和摩擦状态,同时引入了混合润滑理论,建立了详细描述结晶器-保护渣-铸坯间界面摩擦行为的数学模型。利用基于实测的板坯结晶器传热计算结果,对结晶器与铸坯间的液渣膜厚度分布、保护渣的润滑状况及界面上摩擦应力的变化和影响因素等进行了分析和讨论,并由此提出了可用于生产现场的结晶器保护渣热态润滑摩擦状态的检测方法。 基于液压振动装置驱动的板坯连铸机,根据经典的受迫振动理论,对结晶器振动过程中的受力状况进行分析,确定了结晶器摩擦力的检测思路,回归出空振输出力的计算模型,并对模型的合理性及参数的取值规律进行了讨论。根据结晶器摩擦力的检测结果,对实际生产条件下的摩擦力的瞬态行为、其相关参数的变化、振动方式的影响和摩擦力的异常状况等进行了分析,结果表明:正常工况下,瞬态摩擦力近似随结晶器振动速度变化,二者符合较好;漏钢前,摩擦力随振动速度变化的趋势不再明显,摩擦力变化紊乱、无规则。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张炯明;王万军;赫冀成;;对电磁制动后连铸结晶器内流体流动的分析[J];连铸;1998年06期
2 庄秉寰;徐明昕;顾家麟;王华兵;庄一东;;新型化学热处理连铸结晶器铜壁的应用[J];连铸;2000年02期
3 魏天秀;;水口形状对连铸结晶器内流动状态的影响[J];钢铁;1984年07期
4 冯诚芝;;用“一维激光测速仪”对水平连铸结晶器模型内速度分布的测量[J];工业炉;1987年02期
5 刘光穆;;电磁制动对坯壳冲击和弯月面温度影响的研究[J];涟钢科技与管理;2006年01期
6 陈炎;;超低碳钢连铸结晶器保护渣的研究动向[J];钢铁研究;1992年05期
7 陈克;国内研制的喷淋冷却连铸结晶器热试成功[J];冶金设备;1992年01期
8 李冀英;韩传基;蔡开科;杨素波;严学模;;连铸结晶器液面波动的模拟[J];北京科技大学学报;1998年03期
9 王爱兰;刘平;云霞;;连铸结晶器保护渣渣圈的探讨[J];包钢科技;2006年S1期
10 师强;;连铸用结晶器再制造技术及实践[J];重型机械;2010年06期
11 靳书林;袁丽丹;;稀土在连铸结晶器内的加入方法及作用规律[J];钢铁;1992年03期
12 雷霆;何俊范;;特殊钢方坯连铸结晶器内的速度场及水口形式的研究[J];昆明理工大学学报(理工版);1993年04期
13 马福昌;;结晶器内喂稀土丝的方法及作用[J];连铸;1999年05期
14 李佩璋;;国内钢中稀土应用步入新阶段——记“全国连铸结晶器添加稀土新技术研讨会”[J];稀土信息;2006年09期
15 沙明红;郑贤淑;;连续铸钢过程中结晶器的传热研究[J];钢铁研究学报;2007年03期
16 张凤禄,蒋智;连铸结晶器熔池内三维流场的研究[J];北京科技大学学报;1985年03期
17 毛斌荣;王新国;王世郁;曹同乐;傅春刚;赵茂山;戴殿珠;赵桂萍;;板坯连铸结晶器电磁制动技术[J];连铸;1998年01期
18 王义新;;信钢连铸结晶器冷却水的改造[J];连铸;2001年05期
19 李好文;闫海宁;刘和兴;王文章;;连铸结晶器非正弦振动系统神经元控制研究[J];钢铁;2010年09期
20 史宸兴;;小方坯连铸结晶器喂丝设备和方法[J];钢铁;1982年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 夏云进;王福明;王金龙;;易切削钢38MnVS连铸结晶器内应力模拟[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年
2 ;攀钢大方坯连铸结晶器电磁搅拌技术应用研究[A];第五期连铸电磁搅拌技术学习研讨班论文集[C];2008年
3 张焕鑫;沈厚发;柳百成;;大涡方法在板坯连铸结晶器湍流流场数值模拟中的应用[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
4 Ronald J.O'Malley;万晓光;;连铸结晶器内不同的稳态和动态热行为的研究[A];1999中国钢铁年会论文集(上)[C];1999年
5 王宝峰;;高效结晶器锥度优化设计及测量[A];大方坯圆坯异型坯连铸技术研讨会论文集[C];2007年
6 杜钢;陈亮;;用神经网络方法诊断高炉炉缸炉底侵蚀界面[A];1999中国钢铁年会论文集(上)[C];1999年
7 张桂芳;沈厚发;李伟;柳百成;;攀钢大方坯结晶器流场的数值模拟[A];第八届全国连铸学术会议论文集[C];2007年
8 郭大勇;张晓光;贾洪明;关勇;李晓伟;郭春媛;李惊鸿;丁丽华;齐兵;徐光;张晓军;;厚板坯连铸结晶器流场数值模拟[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
9 曹娜;朱苗勇;宋景欣;冷祥贵;程乃良;;板坯连铸结晶器内钢渣界面行为的数值模拟[A];第八届全国连铸学术会议论文集[C];2007年
10 白居冰;钱亮;谢长川;刘伟涛;陈志凌;;最小二乘优化方法在板坯二冷配水中的应用[A];第八届全国连铸学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 臧欣阳;板坯连铸结晶器内传热与摩擦行为研究[D];大连理工大学;2009年
2 王旭东;连铸结晶器热、力在线检测技术及其应用基础研究[D];大连理工大学;2008年
3 倪冰;板坯连铸结晶器内钢液吹氩过程数学物理模拟[D];东北大学;2009年
4 康丽;电磁软接触连铸结晶器内多物理场耦合数值模拟研究[D];东北大学;2008年
5 于湛;电磁场控制连铸结晶器内流动研究[D];上海大学;2010年
6 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
7 靳星;板坯连铸结晶器内钢液流动行为与模拟方法研究[D];重庆大学;2011年
8 曹娜;高拉速板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为的数值仿真[D];东北大学;2008年
9 于雄;高铝钢连铸结晶器保护渣的基础研究[D];重庆大学;2011年
10 王朝阳;中频电磁软接触连铸技术的研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾启忠;连铸板坯/结晶器传热并行计算及其可视化[D];大连理工大学;2009年
2 孙志敏;伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统快速数据通讯及显示系统设计[D];燕山大学;2012年
3 段亚锋;伺服电机驱动的连铸结晶器振动控制系统的实验研究[D];燕山大学;2010年
4 闫海宁;连铸结晶器液压非正弦振动控制系统的研究[D];西安理工大学;2010年
5 张琤琤;连铸结晶器液压振动系统研究[D];兰州理工大学;2011年
6 张丽娟;基于CAN总线的连铸结晶器振动控制装置的开发[D];内蒙古科技大学;2010年
7 牛犇;伺服电机驱动的连铸结晶器非正弦振动控制系统研究[D];燕山大学;2012年
8 廖能斌;重钢2#机板坯连铸结晶器水力学模拟[D];重庆大学;2005年
9 王章岭;宽厚板连铸结晶器与二冷区凝固过程数值模拟[D];内蒙古科技大学;2012年
10 商晓东;基于实测的板坯连铸结晶器传热反问题研究[D];大连理工大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 全国冶金节能减排新技术知识竞赛组委会专家组;重视连铸结晶器冷却水处理[N];中国冶金报;2009年
2 ;中冶赛迪自主研发连铸结晶器智能管理系统[N];世界金属导报;2009年
3 胡坤太;连铸结晶器制造技术发展趋势[N];中国冶金报;2004年
4 王迅;鞍钢一电镀项目研发成功[N];中国有色金属报;2003年
5 杨春锁 韩乃川;梅山有限公司连铸结晶器喂稀土工艺试验成功[N];世界金属导报;2001年
6 肖英龙;国外板坯连铸结晶器 电磁搅拌装置介绍[N];世界金属导报;2003年
7 毛斌 陶金明;板坯连铸结晶器内钢水流动测量[N];世界金属导报;2009年
8 ;连铸结晶器保护渣发展趋势[N];中国冶金报;2003年
9 黄文清 谢小兰;钢花璀璨科技结果[N];三明日报;2008年
10 胡忠仁;连铸结晶器设计最新技术──喷水冷却型结晶器[N];世界金属导报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978