收藏本站
《东北大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

连铸过程铸坯动态轻压下压下模型的研究与应用

林启勇  
【摘要】: 连铸坯动态轻压下技术已成为改善连铸坯中心偏析和疏松最有效手段之一,是现代连铸机技术先进性的一个重要标志。本文以国家技术创新计划项目《板坯连铸机动态轻压下技术的研究、开发与应用》和《某厂大方坯连铸机动态轻压下工艺控制技术研究》为依托,进行了连铸板坯和方坯动态轻压下过程关键工艺控制模型——压下模型的研究开发,并在实际生产中进行应用研究。本文的主要研究内容和取得主要结果如下: 1.连铸坯轻压下压下率理论模型的建立。通过对轻压下过程质量流量特征分析,理论推导获得了板坯/方坯压下率模型,该模型完整描述了任意矩形铸坯断面内凝固收缩、热收缩、铸坯变形对压下率的影响,即:式中:VRG为压下率,VSZ为拉速,Xsuf为铸坯宽度,Ysuf为铸坯厚度,x为沿宽度方向的坐标,y为沿厚度方向的坐标,z为沿拉坯方向的坐标,ρL、ρS分别为钢液相、固相密度,ρ为等效密度,由ρLfL+ρS(1-fL)表示,fL为液相率。 2.连铸坯压下率理论模型的求解方法研究。结合实际轻压下过程,提出了压下率理论模型求解方法。即忽略变形对固液相断面形状的影响,单独求解由温度变化引起的固液相密度变化对压下率的影响,简化的压下率模型即: 变形对压下率的影响通过压下效率模型来计算。 3.连铸坯轻压下压下效率模型的建立。在理论分析轻压下过程铸坯的变形基础之上,经过理论推导,提出了压下效率模型的准确计算公式,该式可计算任意形状铸坯轻压下过程的压下效率,即:式中:η为压下效率,ΔAi为液芯减少面积,ΔAH为铸坯表面压下面积。 4.连铸坯压下率的数值分析研究。结合板坯/方坯的铸机条件,采用有限元数值计算方法对铸坯传热过程进行求解,得到了不同拉速、钢种、断面尺寸下压下率的取值范围与变化规律。研究结果表明:板坯/方坯的压下率和压下速率均沿拉坯方向近似线性减少;板坯/方坯的平均压下率与拉速呈线性减少关系;板坯/方坯的压下速率取值范围不随拉速的变化而变化;钢种对板坯/方坯压下率和压下速率的影响小;宽度对板坯/方坯的压下率的影响均很小;厚度对压下率影响大,厚度越大,压下率在板坯/方坯轻压下入口、出口值就越小,在压下区间内减少越平缓;宽度越大,厚度增加时方坯的平均压下率减少越快,而板坯的平均压下率减少程度不变。 5.连铸坯压下效率的数值分析研究。结合某厂板坯和方坯实际铸机条件,对铸坯轻压下过程进行三维有限元数值计算,获得了不同压下量、液芯厚度、钢种、断面尺寸下压下效率的取值范围与变化规律。结果表明:板坯的压下效率在压下量小于2.3mm时,压下效率随压下量的增加而增加,压下量大于2.3mm后,压下效率不再随压下量的增加而增加,保持某个定值;方坯的压下效率在压下量小于0.6mm时,压下效率随压下量的增加而增加,在压下量为0.6-4.7mm,压下效率随压下量的增加而减少,在压下量大于4.7mm时,压下效率不再随压下量的增加而增加,保持某个定值;板坯压下效率与液芯厚度的1次方成线性正比,方坯压下效率与液芯厚度的平方成线性正比;钢种对板坯/方坯压下效率影响小;板坯压下效率随宽度变化小,与厚度呈近似线性增加关系;方坯压下效率随宽度增加或厚度减少而线性增加。 6.模型应用。将本文研究开发的模型应用于板坯连铸轻压下,应用效果良好:各钢种中心偏析C级0.5以内比率达到100%;各钢种中心疏松0.5级比率达到98%以上;各钢种角部裂纹0.5级比率达88.2%;各钢种中间裂纹和三角区裂纹0.5级比率均达96%。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TF777

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 孔令超;;动态轻压下的控制精度在板坯连铸中的实现[J];三明学院学报;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 章宇宽;板坯连铸动态轻压下压下模型的研究[D];东北大学;2011年
2 高志刚;板坯连铸轻压下工艺参数研究[D];燕山大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈超,阎朝红,康复;减少方坯中心偏析的冶金手段[J];宝钢技术;2001年04期
2 阎朝红;凝固末端轻压下技术在连铸中的应用[J];宝钢技术;2001年05期
3 樊俊飞,吕朝阳;连铸坯凝固终点测定[J];宝钢技术;1997年03期
4 赵志毅,康永林,刘德民,张海岩,赵克文,陈勇,赵代琼,赵先觉;连铸板坯凝固末端在线监测系统[J];北京科技大学学报;2003年05期
5 张家泉,崔立新,陈志平,陈素琼;板坯连铸结晶器内温度/应力场耦合模型[J];北京科技大学学报;2004年04期
6 刘洋;王新华;;二冷区电磁搅拌对连铸板坯中心偏析的影响[J];北京科技大学学报;2007年06期
7 陈建国;江国利;庞永刚;;结晶器电磁搅拌在小方坯连铸上的应用[J];北京科技大学学报;2007年S1期
8 ;Two dimensional deformation characteristics of bloom CC with liquid core reduction[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2002年05期
9 张宏丽,贾光霖,王恩刚,赫冀成;电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究[J];东北大学学报;2001年03期
10 王念春;连铸中间包等离子体加热装置控制系统[J];电子技术应用;2001年09期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 Mikio Suzuki;Makoto Suzuki;Masayuki Nakada;张彩军;;板坯中心偏析形成机理及“轻压下”技术的改善效果[A];2001中国钢铁年会论文集(上卷)[C];2001年
2 朱苗勇;程乃良;;连铸坯的动态轻压下技术[A];2005中国钢铁年会论文集(第3卷)[C];2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座(待续)──第三讲 连铸坯凝固过程中传输现象的研究概况(上)[J];鞍钢技术;1997年08期
2 张旭升;关勇;贾洪明;张维维;王军;张洪峰;赵爱英;;应用射钉法测量板坯凝固坯壳的厚度[J];鞍钢技术;2005年06期
3 祖晓风;叶印鹏;雷洪波;许刚;李惊鸿;;S355圆管坯表面裂纹成因及解决对策[J];鞍钢技术;2009年05期
4 苏春霞;范志;张起生;王勇;孙殿东;何毅;;厚规格低碳低合金钢探伤缺陷原因分析[J];鞍钢技术;2012年01期
5 徐斌;方媛;;小方坯连铸中间包水口堵塞现象与分析[J];安徽冶金;2003年01期
6 陈友根;龙胜平;张宗宁;彭荣才;;CSP连铸液芯压下功能扩展及其应用效果[J];安徽冶金;2011年03期
7 陈志平;程乃良;冷祥贵;朱苗勇;;板坯动态轻压下技术热试质量分析[J];宝钢技术;2006年02期
8 干勇;;钢铁生产流程发展及先进钢铁材料研究的展望[J];宝钢技术;2007年01期
9 张立;王迎春;徐宏伟;;薄板坯连铸连轧液芯压下工艺研究[J];宝钢技术;2009年04期
10 杨洪涛;浅析连铸坯中非金属夹杂物[J];包钢科技;2001年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 余作朋;王艳华;;板坯宽度控制讨论及实践[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
2 王艳华;余作朋;;矩形坯漏钢事故研究及控制[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
3 王建忠;;提高结晶器寿命的探索与实践[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
4 王一洲;王阳;郝良慧;李太全;;板坯角裂成因分析及预防措施[A];河北省2011年炼钢连铸生产技术与学术交流会论文集[C];2011年
5 田陆;黄郁君;杨建桃;;轻压下在板坯连铸中的生产实践[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
6 翟卫江;胡道峰;王端军;张悦;唐萍;文光华;;南钢45号钢铸坯质量控制研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
7 李京社;汪庆国;唐海燕;王宏斌;李燕龙;孙贯永;;82B铸坯碳硫偏析和低倍缺陷控制的试验研究[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
8 吴国庆;张家泉;;连铸方坯结晶器内对称凝固的研究[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
9 郭丽;蒋斌;丁培道;;高温熔体表面张力在双辊连铸中的作用[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
10 许斌;孙洪利;杜琦铭;李金波;刘红艳;贾耿伟;范佳;;TMCP钢Q460C中厚板的研究与攻关实践[A];河北省2010年炼钢—连铸—轧钢生产技术与学术交流会论文集(上)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金小礼;连铸初始凝固过程若干动力学问题研究[D];上海大学;2010年
2 徐海伦;连铸异形坯冷却过程模拟仿真及优化[D];重庆大学;2010年
3 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
4 王超;409L铁素体不锈钢凝固组织的细晶均匀化及其机制研究[D];上海交通大学;2011年
5 李娇;多炉连浇大钢锭中间包内流体流动行为研究[D];重庆大学;2011年
6 陈景浒;中高碳合金钢薄板坯连铸连轧新工艺的研究[D];广东工业大学;2011年
7 付亚波;铜合金水平电磁连铸及行星轧制技术的研究[D];大连理工大学;2011年
8 李宭;淬火碳钢的温变形行为及组织演变与性能研究[D];燕山大学;2009年
9 王朝阳;中频电磁软接触连铸技术的研究[D];东北大学;2009年
10 杨春政;典型微合金化钢板坯角部横裂纹产生机理与倒角结晶器技术研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾相宝;杭钢方坯连铸机结晶器液压非正弦振动系统的分析与仿真[D];江西理工大学;2010年
2 彭睿;连铸板坯轻压下及二冷控制仿真设计与实现[D];武汉科技大学;2010年
3 周健;提高热作模具用H13钢性能的研究[D];昆明理工大学;2009年
4 王彦彬;20CrMoH齿轮钢的淬透性及带状组织研究[D];昆明理工大学;2010年
5 林鹏;低碳贝氏体钢中组织与第二相析出物的研究[D];昆明理工大学;2010年
6 邱晓锋;薄钢板的拉铸过程研究[D];北京交通大学;2011年
7 肖鹏;宽厚板坯结晶器传热及力学行为模拟[D];大连理工大学;2011年
8 吴鑫;不锈钢高温力学性能及高温物理性能研究[D];兰州理工大学;2010年
9 苏金虎;2.25Cr-1Mo-0.25V钢锭的凝固组织及其在热锻过程中的演变[D];太原科技大学;2011年
10 刘长文;杭钢电炉连铸坯表面质量问题的研究[D];江西理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈超,阎朝红,康复;减少方坯中心偏析的冶金手段[J];宝钢技术;2001年04期
2 阎朝红;凝固末端轻压下技术在连铸中的应用[J];宝钢技术;2001年05期
3 张宏丽,贾光霖,王恩刚,赫冀成;电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究[J];东北大学学报;2001年03期
4 姚山,温斌,李廷举,金俊泽;连铸坯凝固末端位置控制研究[J];大连理工大学学报;2002年05期
5 王平;马廷温;张鉴;;日本炉外精炼技术的现状[J];钢铁;1993年04期
6 M.雅赫拉,J.康廷恩,H.赫都,K.默沃德,K.珀纳;罗德洛基钢铁公司6号板坯连铸机特点及实践[J];钢铁;1999年10期
7 陈其安,刘立文,王建伟,张鸿;连铸坯带液芯轻压下时压塌现象的数值模拟研究[J];钢铁;2001年05期
8 钱刚,阮小江,蔡燮鳌;连铸轴承钢大方坯中心偏析的成因及对策[J];钢铁;2002年05期
9 陈永;重轨钢连铸的质量控制[J];钢铁;2004年03期
10 麻永林;王宝峰;李保卫;赵莉萍;王国栋;;扇形段电磁搅拌对U71Mn重轨钢质量的影响[J];钢铁;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭亮亮;板坯连铸动态二冷与轻压下建模及控制的研究[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘勇;板坯连铸轻压下过程数值模拟研究[D];燕山大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阎朝红;凝固末端轻压下技术在连铸中的应用[J];宝钢技术;2001年05期
2 王宝峰,麻永林,丁国,李春龙,孟志泉,王玉昌;大方坯连铸过程中铸坯传热及凝固行为的研究[J];包头钢铁学院学报;2002年02期
3 张宏丽,贾光霖,王恩刚,赫冀成;电磁搅拌改善铸坯内部质量的实验研究[J];东北大学学报;2001年03期
4 张宏丽,王恩刚,贾光霖,赫冀成;电磁搅拌提高铸坯等轴晶比率的数值模拟[J];东北大学学报;2001年05期
5 王恩刚,张宏丽,邓安元,赫冀成;电磁搅拌对钢坯凝固过程中热工参数的影响[J];东北大学学报;2004年03期
6 贾光霖,张国志,李雄杰,乔元君,高允彦;消除电磁搅拌连铸坯中“白亮带”的试验研究[J];东北大学学报;1994年03期
7 王学东,张伟强,时海芳;电磁搅拌技术的国内外发展现状[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年01期
8 陈其安,李振亮,王连仲,王建伟;带液芯轻压下变形特征的视塑性研究[J];钢铁;2001年09期
9 杨志军,王海舟;用原位分析方法研究连铸板坯的偏析和夹杂[J];钢铁;2003年03期
10 赫冀成;电磁场对改善钢材质量的作用[J];钢铁;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 冯科;方坯连铸宏观传输现象复合数值模拟的研究[D];重庆大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙建林,张新明,傅祖铸,李季;冷轧润滑过程中摩擦的控制[J];中国有色金属学报;1997年03期
2 吴金平,郑继明;药芯焊带轧制成型过程的实验研究[J];现代机械;2004年04期
3 徐旭东,刘相华,吴迪,张栋;关于H型钢后滑的研究[J];东北大学学报(自然科学版);2004年10期
4 夏瑞昌,崔钧,郭向东;用大压下率轧制1030B合金空调箔的工艺[J];轻合金加工技术;2005年02期
5 祖国胤;李红斌;李兵;于九明;温景林;;高频电流在线加热对不锈钢/碳钢复合带组织与性能的影响[J];金属学报;2007年10期
6 程挺宇;;不锈钢/碳钢热轧复合工艺及性能[J];上海金属;2009年01期
7 骆拓;邓华;赵世庆;李涵雄;;基于影响函数法的轧制压力横向分布规律分析[J];机械强度;2010年01期
8 刘战英,李晋霞,李艳娇,刘相华,王国栋;冷轧压下率分配对IF钢深冲性能的影响[J];河北理工学院学报;2003年04期
9 阮煦寰,李伟,王先进;轧制工艺参数对1Cr13不锈钢成型性的影响[J];北京科技大学学报;1992年01期
10 彭志辉,佘旭凡;双金属对称轧制复合压下率规律的研究[J];武汉科技大学学报(自然科学版);1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王悦;刘昌伟;;冷轧深冲汽车板压下率及组织织构演变研究[A];2008年全国轧钢生产技术会议文集[C];2008年
2 王云祥;邓菡;陈曙光;周一林;;冷轧压下率对连续退火Ti-IF钢力学性能的影响[A];2009年全国冷轧板带生产技术交流会论文集[C];2009年
3 王悦;刘昌伟;;冷轧深冲汽车板压下率及组织织构演变研究[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
4 刘战英;周满春;王涛;;连铸薄板坯轧制深冲钢工艺参数对{111}织构的影响[A];2006年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上册)[C];2006年
5 张勇;蒋光炜;杨斌;;本钢CDCM冷连轧机压下率的优化分配[A];2006年全国轧钢生产技术会议文集[C];2006年
6 林启勇;朱苗勇;;连铸板坯轻压下过程压下率理论模型[A];第八届全国连铸学术会议论文集[C];2007年
7 张勇;迟秀斌;;本钢CDCM冷连轧机组弯辊设定的影响因素及其优化[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
8 张勇;迟秀斌;;本钢CDCM冷连轧机组弯辊设定的影响因素及其优化[A];2005年全国冷轧板带生产技术交流会暨第三届薄钢板质量研讨会论文集[C];2005年
9 李舟;王德厚;李志平;曹旭东;;15.5mm厚带钢在950轧机上轧制研究与开发[A];2006年全国轧钢生产技术会议文集[C];2006年
10 林启勇;朱苗勇;;铸坯尺寸对轻压下过程压下率影响规律研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中冶连铸专家组;连续铸钢新技术问答[N];中国冶金报;2006年
2 廖建国;高精度薄板的先进冷轧技术[N];世界金属导报;2002年
3 廖建国;热轧后多次弯曲应变细化晶粒工艺开发[N];世界金属导报;2005年
4 全国轧钢技术知识竞赛组委会专家组;衡量高品质汽车钢板的标志[N];中国冶金报;2006年
5 廖建国;超细晶薄钢板超短时间间隔多道次轧制技术的开发[N];世界金属导报;2005年
6 ;微合金化元素在硅钢片中的作用[N];世界金属导报;2005年
7 项爽;马钢开发出H340LAD铌微合金钢[N];世界金属导报;2006年
8 ;本钢薄板坯铸机通过设备最终验收[N];世界金属导报;2006年
9 中冶连铸专家组;连续铸钢新技术问答[N];中国冶金报;2006年
10 焦国华 成小军 周明伟 刘旭辉 周鉴 吴光亮 吴浩鸿;CSP生产线薄规格生产技术应用研究及产品开发[N];世界金属导报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张鹏;Nb+Ti-IF钢成形工艺及组织性能研究[D];重庆大学;2008年
2 林启勇;连铸过程铸坯动态轻压下压下模型的研究与应用[D];东北大学;2008年
3 张鹏;基于短流程铁素体区热轧的冷轧深冲板工艺研究[D];东北大学 ;2010年
4 韩福涛;冶金因素对热轧深冲无间隙原子(IF)钢板组织性能影响的研究[D];山东大学;2009年
5 刘运腾;织构材料再结晶退火的蒙特卡罗模型及其模拟研究[D];山东大学;2008年
6 董永刚;钢轨万能轧制过程理论与实验研究[D];燕山大学;2007年
7 梁晨;大型模块锻造工艺模拟与CAPP专家系统研究[D];燕山大学;2003年
8 王桥医;非稳态润滑过程轧机系统动力学研究[D];中南大学;2004年
9 曹建春;铌钼复合微合金钢中碳氮化物沉淀析出研究[D];昆明理工大学;2006年
10 郭卫民;铁素体区轧制含磷高强IF钢组织与深冲性能的研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨晶晶;轧制压下率对热轧高强薄板钢显微结构和性能的影响[D];武汉科技大学;2013年
2 张爱亮;TWIP钢轧制工艺与组织性能控制[D];河北理工大学;2010年
3 杨琨;冷轧及退火工艺对冷轧无取向硅钢组织和性能的影响[D];河北理工大学;2009年
4 王野;再结晶退火对IF钢组织、织构影响的研究[D];辽宁科技大学;2006年
5 季晓鹏;多层不锈钢/铝(合金)复合板热轧工艺有限元数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2008年
6 刘莉;冷轧深冲板退火工艺和组织性能研究[D];武汉科技大学;2009年
7 李艳娇;IF钢冷轧工艺参数与深冲性能关系的研究[D];河北理工学院;2002年
8 张振华;大截面模具钢锻件内部空洞缺陷的闭合研究[D];上海工程技术大学;2011年
9 沈中虎;铈对变形镁合金AZ31结晶凝固和轧制性能的影响[D];吉林大学;2006年
10 李伟;Nb+Ti-IF钢薄板冷轧工艺及组织性能研究[D];重庆大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026