在連鑄工藝中,二次冷卻效果的好壞對連鑄坯的質量有重要的影響。通過研究鑄坯在二冷區(qū)內的形成過程,分析工藝條件對鑄坯質量的影響,進而提出優(yōu)化改進方案。為了研究鑄坯鼓肚現象,在ANSYS軟件中采用縱向切片法建立二維模型。以D36鋼為研究對象,模擬了鑄坯的傳熱及凝固過程,得出了鑄坯溫度場、坯殼表面溫度變化、坯殼厚度變化、熱流密度變化、鼓肚量變化、坯殼第一主應力、坯殼等效應力。結果表明,在拉速為1.0m/min、澆鑄溫度為1560℃、比水量為0.84L/kg時,鑄坯液芯長度為11.45m,鑄坯在零段位置上存在102℃的返溫區(qū),并且在足輥段出現2.599mm的鼓肚量。沿著拉坯方向,鑄坯的形變和應力呈下降趨勢。通過對不同工藝條件的對比發(fā)現,拉速越快、澆鑄溫度越高、比水量越小,坯殼表面溫度越高、坯殼厚度越薄、熱流密度越大,鼓肚量越大。相比于澆鑄溫度、比水量,拉速對坯殼表面溫度、厚度、熱流密度、鼓肚量等影響更大。優(yōu)化了二冷配水制度,將鑄坯在拉速為1.0m/min時的比水量由原來的0.84L/kg增加到0.88L/kg,鑄坯質量有了明顯的好轉。
【學位單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TF777.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文獻綜述
    1.1 D36船板鋼
        1.1.1 D36鋼簡介
        1.1.2 船板鋼中微量元素的作用
    1.2 連鑄發(fā)展概況
        1.2.1 連鑄發(fā)展的歷史
        1.2.2 我國連鑄現狀及未來發(fā)展
    1.3 二冷區(qū)對板坯連鑄的影響
        1.3.1 二冷區(qū)對連鑄生產效率的影響
        1.3.2 二冷區(qū)對板坯質量控制的影響
    1.4 凝固過程的傳熱特點
        1.4.1 鑄坯凝固過程傳熱概述
        1.4.2 二冷區(qū)傳熱因素
    1.5 連鑄板坯鼓肚變形現象的研究
        1.5.1 鼓肚現象對連鑄機和連鑄生產的影響
        1.5.2 國內外對鑄坯鼓肚變形的研究現狀
第2章 板坯數學模型建立與分析
    2.1 數學模型的建立
        2.1.1 凝固過程傳熱數學模型
        2.1.2 數學模型的假設
        2.1.3 模型建立及網格劃分
        2.1.4 初始條件
        2.1.5 邊界條件
        2.1.6 凝固潛熱
        2.1.7 時間步長的確定
    2.2 熱－力物性參數的選取
        2.2.1 熱學物性參數
        2.2.2 力學物性參數
    2.3 模型準確性的驗證
    2.4 小結
第3章 板坯熱-力耦合模擬結果分析
    3.1 工藝條件
    3.2 鑄坯傳熱分析
        3.2.1 鑄坯溫度場
        3.2.2 鑄坯表面溫度
        3.2.3 坯殼厚度的分布
        3.2.4 熱流密度的分布
    3.3 坯殼應力分析
        3.3.1 坯殼第一主應力分析
        3.3.2 坯殼等效應力的分析
第4章 工藝參數對坯殼凝固的影響
    4.1 拉速對坯殼凝固的影響
        4.1.1 拉速對坯殼溫度的影響
        4.1.2 拉速對坯殼厚度的影響
        4.1.3 拉速對熱流密度的影響
        4.1.4 拉速對液芯長度的影響
        4.1.5 拉速對鼓肚量的影響
    4.2 澆鑄溫度對坯殼凝固影響
        4.2.1 澆鑄溫度對坯殼溫度的影響
        4.2.2 澆鑄溫度對坯殼厚度的影響
        4.2.3 澆鑄溫度對熱流密度的影響
        4.2.4 澆鑄溫度對液芯長度的影響
        4.2.5 澆鑄溫度對鼓肚量的影響
    4.3 比水量對坯殼凝固影響
        4.3.1 比水量對坯殼溫度的影響
        4.3.2 比水量對坯殼厚度的影響
        4.3.3 比水量對熱流密度的影響
        4.3.4 比水量對液芯長度的影響
        4.3.5 比水量對鼓肚量的影響
第5章 板坯二冷工藝優(yōu)化
    5.1 二冷配水制度對鑄坯凝固的影響
        5.1.1 二冷配水的優(yōu)化
        5.1.2 坯殼表面溫度對比
        5.1.3 優(yōu)化前后鼓肚量變化
結論
參考文獻
致謝
導師簡介
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學位論文數據集

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 盛義平;孫薊泉;章敏;;連鑄板坯鼓肚變形量的計算[J];鋼鐵;1993年03期

2 張江,史躍勛;板坯鼓肚的控制[J];河南冶金;1998年01期

本文編號：2866757