学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

重轨钢连铸大方坯轻压下的分析研究

作　者: 王晓东
导　师: 曹建刚
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 重轨钢连铸大方坯凝固轻压下
分类号: TF777.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 332次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

重轨钢属于高碳钢,在连铸过程中容易出现中心偏析和疏松的缺陷,轻压下技术是改善这一问题的重要途径之一。某钢厂将在其新建的重轨钢大方坯连铸机上采用这一技术。本文结合该钢厂重轨钢大方坯连铸机的具体设备参数和工艺参数,建立了重轨钢大方坯凝固传热、坯壳收缩和轻压下的模型,为重轨钢大方坯冷却制度的建立和轻压下工艺的实施提供了具体的技术指导。该钢厂现有大方坯的现场数据证明本文所建立的凝固传热模型是可靠的。在此基础上,本文模拟了该钢厂新建大方坯在不同工艺条件下的凝固温度场和坯壳生长情况。凝固传热模型的结果为随后坯壳收缩和轻压下模型的建立提供了温度场数据。通过对重轨钢大方坯凝固收缩和轻压下的理论分析,总结了凝固收缩和轻压下应力应变规律和轻压下工艺参数的制定依据,并建立了轻压下过程中以临界应变为准则的裂纹判据。坯壳收缩模型的建立为轻压下模型提供了热应力应变的数据,为轻压下的热力耦合分析提供了前提条件。轻压下的模拟结果表明在轻压下过程中铸坯会产生侧面鼓肚,压下量过大将使铸坯角部承受很大的压力,容易造成压下困难和角部产生裂纹。因此在制定轻压下工艺参数时要考虑这两方面的影响。而钢水静压力对轻压下的影响较小,我们模拟计算时可以忽略其影响作用。根据对标准工艺参数的模拟结果分析,其压下区间大约在14m-19.1m,对应的固相分率fs在0.60-0.80,压下量的范围应该在3 mm- 4 mm之间,压下率约为0.59 mm/m-0.78 mm/m,压下速率约为0.41 mm/min -0.55 mm/min。此时既能达到减小中心偏析和疏松的目的,又不会产生裂纹。轻压下模型的建立为轻压下工艺参数的制定和轻压下过程中的裂纹预报提供了依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
引言  10-11
1 文献综述  11-30
  1.1 连续铸钢技术的发展历程  11
  1.2 重轨钢制造技术的发展概况  11-12
  1.3 重轨钢连铸的主要质量问题及对策  12-16
    1.3.1 中心偏析和疏松形成的原因  12
    1.3.2 中心偏析与疏松的危害  12
    1.3.3 防止中心偏析与疏松的对策  12-16
  1.4 轻压下技术  16-28
    1.4.1 轻压下技术的发展背景  16-18
    1.4.2 轻压下的基本概念  18-19
    1.4.3 轻压下技术的基本机理  19
    1.4.4 轻压下对铸坯组织结构和性能的影响  19-21
    1.4.5 轻压下压下方式的分类  21-22
    1.4.6 辊式轻压下的发展和应用  22-24
    1.4.7 轻压下技术在高碳钢方坯连铸中的应用实例和应用效果  24-27
    1.4.8 国内外动态轻压下技术的最新发展和应用现状  27
    1.4.9 动态轻压下技术的存在问题和发展前景  27-28
  1.5 课题来源及研究内容  28-30
    1.5.1 课题的起源  28-29
    1.5.2 研究内容和方法  29-30
2 重轨钢大方坯凝固传热模型的开发研究  30-38
  2.1 重轨钢大方坯连铸机的基本情况  30
    2.1.1 现有大方坯和新建大方坯的设备参数  30
    2.1.2 现有大方坯和新建大方坯的冷却参数  30
  2.2 模型建立的几点假设  30-31
  2.3 模型的建立  31-32
  2.4 初始条件和边界条件  32-33
  2.5 计算参数的选取及处理  33-35
    2.5.1 计算用钢的化学成分  33-34
    2.5.2 液相线和固相线  34
    2.5.3 凝固潜热的等效  34
    2.5.4 铸坯液相区和两相区对流换热和电磁搅拌的导热等效  34
    2.5.5 其它物性参数的处理  34
    2.5.6 冷却介质的物性参数的选择  34-35
  2.6 模拟结果分析与验证  35-38
    2.6.1 现有大方坯的模拟结果分析  35
    2.6.2 新建大方坯的模拟结果分析  35-37
    2.6.3 模型的验证  37-38
3 大方坯轻压下的理论分析  38-51
  3.1 大方坯轻压下的理论基础  38-41
    3.1.1 铸坯高温物性  38-40
    3.1.2 铸坯凝固过程中的收缩行为  40
    3.1.3 凝固过程中钢在两相区的力学行为  40-41
  3.2 大方坯凝固和轻压下的坯壳变形分析  41-46
    3.2.1 坯壳收缩的热应力应变分析  41-42
    3.2.2 坯壳轻压下变形分析  42-43
    3.2.3 轻压下裂纹趋势预报  43-46
  3.3 轻压下主要工艺参数的理论分析  46-51
    3.3.1 压下区间  46-47
    3.3.2 压下效率  47
    3.3.3 压下率、压下量和压下速率  47-51
4 重轨钢大方坯轻压下模型的开发研究  51-79
  4.1 大方坯轻压下应力应变的有限元描述  51-52
  4.2 重轨钢大方坯轻压下模型的建立  52
  4.3 模型建立的几点假设  52-53
  4.4 物性参数的选择  53-54
  4.5 边界条件的施加  54
    4.5.1 对称面边界条件的施加  54
    4.5.2 钢水静压力的施加  54
    4.5.3 凝固温度场的施加  54
    4.5.4 压下边界条件的施加  54
  4.6 坯壳收缩的模拟结果分析与验证  54-61
    4.6.1 结晶器内的坯壳收缩和应力应变  54-57
    4.6.2 二冷区的坯壳收缩和应力应变  57-61
  4.7 轻压下模拟结果分析与验证  61-77
    4.7.1 轻压下对铸坯变形和应力应变的影响  61-66
    4.7.2 钢水静压力对轻压下的影响  66-71
    4.7.3 轻压下过程中等效应变的组成  71-75
    4.7.4 轻压下工艺参数的确定  75-77
  4.8 重轨钢大方坯轻压下模型的应用  77-78
    4.8.1 确定轻压下力，为轻压下机架和压下辊设计提供指导  77
    4.8.2 对轻压下过程进行裂纹预报  77-78
    4.8.3 对轻压下工艺参数进行制定和优化  78
  4.9 轻压下模型小结  78-79
结论  79-80
参考文献  80-85
在学研究成果  85-86
致谢  86

重轨钢连铸大方坯轻压下的分析研究

内容摘要

全文目录

相似论文