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微合金钢薄板坯连铸边角裂纹控制
蔡兆镇;朱苗勇
【期刊名称】《工程科学学报》
【年(卷),期】2022(44)9
【摘要】微合金钢薄板坯连铸过程高发边角部裂纹,致使热轧卷板边部产生翘皮、烂边等质量缺陷,是钢铁行业的共性技术难题.本文立足于某钢厂QStE380TM低碳含铌钛微合金钢薄板坯连铸生产,检测分析了铸坯角部组织金相结构与碳氮化物析出特点、不同冷却与变形速率条件下钢的断面收缩率,并数值仿真研究了不同结构结晶器和二冷区铸坯温度与应力的演变规律.结果表明:微合金钢薄板坯连铸过程存在明显的第三脆性区,且变形速率越大,第三脆性区越显著.传统薄板坯连铸工艺条件下,结晶器的中上部及其出口至液芯压下段的二冷高温区,铸坯角部冷速较低,致使其组织晶界含铌钛微合金碳氮化物呈链状析出.铸坯在液芯压下过程,低塑性角部因受较大变形与应力作用而引发裂纹缺陷.实施沿高度方向有效补偿坯壳凝固收缩的窄面高斯凹型曲面结晶器及其足辊区超强冷工艺,可分别提升铸坯角部冷速至10和20℃·s^(-1)以上,从而促使铸坯角部组织碳氮化物弥散析出,并促进铸坯窄面在液芯压下过程金属宽展流动而降低角部压下应力,大幅降低了微合金钢薄板坯边角部裂纹发生率.
【总页数】10页(P1548-1557)
【作者】蔡兆镇;朱苗勇
【作者单位】东北大学冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF777.7
【相关文献】
1.连铸低合金钢板坯表面裂纹的成因
2.板坯低合金钢铸坯角横裂纹控制
3.960MPa 级Ti微合金钢连铸板坯纵裂纹控制研究
4.中碳合金钢连铸板坯中间裂纹形成机理研究
5.微合金钢板坯角部横裂纹成因分析及控制
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板坯连铸机结晶器内三维流场和温度场的有限元分析的开题报告1. 研究背景板坯连铸技术在冶金工业中广泛应用，其中结晶器是板坯连铸机的一个重要部件，决定了板坯的质量和直径。
为了进一步提高板坯连铸机生产效率和产品质量，需要对结晶器内部的流场和温度场进行深入研究。
2. 研究内容本研究旨在通过有限元分析方法，对板坯连铸机结晶器内的三维流场和温度场进行分析，探究结晶器内局部的流动规律和热传递特性，为优化连铸机结构和操作参数提供理论支持。
具体研究内容包括：（1）建立板坯连铸机结晶器的三维模型，包括结晶器下部、侧壁和顶部的几何形状和结构特点等。
（2）采用FLUENT软件对结晶器内部的三维流场进行模拟和计算，考虑板坯连续坯流动、自由液面、宽度变化等实际工况因素，研究结晶器内局部流动规律。
（3）基于ANSYS软件对结晶器内的三维温度场进行模拟和计算，分析板坯在连铸过程中的温度分布情况，并研究热传递特性对板坯成形质量的影响。
3. 研究意义通过对板坯连铸机结晶器内部流场和温度场的有限元分析，可以更加深入地了解结晶器的结构特点和板坯成形过程中关键参数的影响规律，为优化连铸机的生产效率和产品质量提供参考和优化建议。
研究成果可为铸造工艺的科学发展提供重要理论支持。
4. 研究方法本研究主要采用有限元分析方法，包括建立结晶器的三维几何模型、采用FLUENT软件模拟结晶器内的三维流场、采用ANSYS软件模拟结晶器内的三维温度场等。
5. 预期成果经过对板坯连铸机结晶器流场和温度场的有限元分析，本研究将得到以下预期成果：（1）结晶器内部的流场和温度场分布规律图；（2）不同结构和操作参数对流场和温度场的影响规律；（3）结晶器内不同部位的流动规律和温度特性分析和优化建议。
6. 研究进度和计划目前，本研究正在进行模型建立和初步模拟，预计在6个月内完成有限元分析计算和数据处理，整理成篇有关结晶器内的流场和温度场分析的研究论文。
具体研究计划如下：（1）第1-2个月：建立板坯连铸机结晶器的三维模型；（2）第3-4个月：采用FLUENT软件模拟结晶器内的三维流场；（3）第5-6个月：采用ANSYS软件模拟结晶器内的三维温度场，并对数据进行分析和处理；（4）第7个月：编写研究论文并进行修改、定稿及提交。
厚板坯连铸二次冷却传热数学模拟
冯亮花;朱苗勇;刘坤;曹晋伟
【期刊名称】《特殊钢》
【年(卷),期】2009(030)002
【摘要】在考虑二冷边界换热的条件下,建立了与厚板坯连铸机相适应的传热数学模型.用远红外测温仪测试X65管线钢230 mm×1650mm铸坯表面温度,实验结果同模拟结果吻合较好.应用数学模型,对不同拉速下管线钢的连铸凝固过程进行了仿真计算,分析了拉速对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度和液芯长度的影响,得出在给定的二冷条件下,为得到合理的铸坯表面温度,管线钢的拉速应为0.9～1.2
m/min.
【总页数】4页(P21-24)
【作者】冯亮花;朱苗勇;刘坤;曹晋伟
【作者单位】东北大学材料与冶金学院,沈阳,110004;辽宁科技大学材料科学与工程学院,鞍山,114051;辽宁科技大学材料科学与工程学院,鞍山,114051;东北大学材料与冶金学院,沈阳,110004;东北大学材料与冶金学院,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】TF7
【相关文献】
1.连铸坯温度场数学模拟及二次冷却水控制的参数优化 [J], 赵景环;陈志凌;张国贤
2.FTSC薄板坯连铸结晶器内钢水凝固传热的数学模拟 [J], 曹立军;朱立光;薛勇强
3.板坯连铸二次冷却方式与凝固传热的关系 [J], 康复;秦嘉宏;吕成佳
4.板坯连铸机二次冷却控制技术应用 [J], 何道娟
5.薄板坯连铸凝固冷却与传热的数学模型 [J], 陈登福;刘人达
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AH32钢板坯连铸凝固传热过程数值模拟赵建伟;张树才;李可斌;张江涛;刘福斌;李花兵【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2015(014)001【摘要】建立了板坯连铸过程中,垂直拉坯方向传热的二维切片跟踪铸坯凝固数学模型.利用有限元软件ANSYS对板坯连铸凝固过程进行了瞬态热分析,并进行了射钉实验验证.对不同的过热度,不同的拉速(1.0和1.1 m/min)条件下,切片各点随时间变化的温度分布,以及铸坯壳厚度进行计算,并确定凝固末端位置.结果表明:随着过热度、拉速的增加,凝固末端位置距离结晶器液面变远;在合理的范围之内,拉速增加,铸坯表面温度增加,有助于防止铸坯表面裂纹的产生及提高板坯的生产效率.【总页数】4页(P10-13)【作者】赵建伟;张树才;李可斌;张江涛;刘福斌;李花兵【作者单位】山西太钢不锈钢股份有限公司技术中心,太原030003;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TF777【相关文献】1.Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟 [J], 许建飞;邢淑清;麻永林;王昊杰;陈重毅2.板坯连铸凝固传热过程的三维数值模拟 [J], 张敏;屠挺生;王洪亮;任忠鸣3.珠钢CSP薄板坯高速连铸过程的凝固传热与铸坯凝固层厚度的研究 [J], 庄汉洲4.Q235B钢板坯连铸凝固传热行为的数值模拟计算 [J], 谢集祥; 罗钢; 刘浏; 汪成义5.板坯连铸结晶器内钢水流场和传热凝固数值模拟 [J], 李广海;赵连刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
连铸板坯凝固过程的研究The Research on the Solidification Processing of ContinuousCasting Blank田陆詹志伟江兵杨建桃王战峰刘青松Tianlu zhanzhiwei jiangbin yangjiantao wangzhanfeng liuqingsong（镭目公司北京研究所,北京，100080）(Beijing research institute of ramon，beijing ，100080)摘要：本文总结了近年来对连铸凝固过程的研究，分析了在连铸凝固过程形成的中心宏观偏析、疏松缩孔和裂纹的状况，依据连铸坯的凝固过程，建立了连铸板坯凝固过程传热模型。
本研究为连铸工艺的改进提供了一定的理论参考。
Abstract：It summarized the research of the Solidification Processing of Continuous Casting Blank, and analyzed the central macro-segregation, porosity and crack in continuous casting blank. Based on the Solidification Processing of Continuous Casting Blank，a mathematical model of thermal transmission model for Continuous Casting Solidification has been established．This work can give theoretical reference for the design of technologic of Continuous Casting.关键词：连铸凝固模型数值模拟传热Key words: Continuous casting Solidification model Mathematical Simulation Heat transfer一前言钢铁连铸是衔接炼钢与轧钢之间的重要工序。
板坯连铸凝固过程微观组织的模拟研究的开题报告一、研究背景板坯连铸技术是目前钢铁行业生产大量板材、带材等薄板产品的主要工艺方法之一，它具有高效、低能耗、资源利用率高等显著优势。
板坯连铸技术是利用连续铸造设备将钢液连续浇铸成板坯，然后再通过轧制工艺生产薄板材料。
板坯连铸是一套高度自动化、连续化的生产线，其中铸造过程是关键和基础，其品质直接影响到后续轧制工艺和薄板材的性能。
板坯连铸凝固过程中，高温钢液经浇注到冷却水冷却的铜模中，凝固过程涉及到传热、结晶、晶界形成等多种物理化学反应，瞬间生成的固体组织形态和结构特征对板坯质量、轧制工艺和薄板材的性能都产生重要影响。
精确地模拟板坯连铸凝固过程，研究其微观组织形态特征和分布规律，能够为优化铸造工艺和提高板坯质量提供重要参考依据。
二、研究目的和内容本研究旨在通过数值模拟方法，深入研究板坯连铸凝固过程中微观组织的形态和分布规律，分析结晶速度、过冷度、晶核密度等参数对板坯组织形成的影响，为优化铸造工艺和提高板坯质量提供实验数据和理论指导。
具体研究内容包括以下几个方面：1.建立板坯连铸凝固过程数值模拟模型。
2.根据钢液物性参数和铸造条件，设置不同的结晶速度、过冷度、晶核密度等参数，进行板坯凝固过程的数值模拟。
3.分析板坯凝固过程中显微组织的形态和分布规律。
4.通过模拟实验数据和实际生产数据对比，验证模型的可靠性和适用性。
5.总结分析板坯连铸凝固过程中的机理和规律，并提出优化铸造工艺的建议。
三、研究方法和技术路线本研究采用数值模拟方法，主要利用热力学平衡条件、传热方程、质量守恒方程、动量守恒方程等物理及数学方程描述钢液在板坯连铸过程中的凝固过程，进而对板坯连铸凝固过程中的微观组织形态和分布规律进行深入研究。
具体的技术路线如下：1.收集和整理相关文献，了解板坯连铸凝固过程的基本原理和现有研究成果。
2.建立板坯连铸凝固过程的数值模拟模型，并编写程序，实现物理方程的求解和组织形态的可视化展示。
宽厚板坯连铸结晶器内凝固坯壳裂纹敏感性研究*蔡兆镇, 祭程, 王卫领, 朱苗勇(东北大学材料与冶金学院，沈阳110004)摘要基于坯壳凝固两相区溶质微观偏析模型和结晶器内坯壳凝固生长二维瞬态热/力耦合有限元模型，研究分析了宽厚板坯结晶器内坯壳凝固生长过程中渣道内气隙与保护渣的动态分布以及坯壳温度场、应力场变化规律。
提出了描述坯壳凝固生长过程裂纹敏感性衡量指数—裂纹敏感指数(CSI)分析模型，探究了宽厚板坯连铸结晶器内坯壳生长过程裂纹敏感性变化规律。
关键词宽厚板坯，结晶器，裂纹敏感性，气隙Investigation of Solidified Shell Cracking Susceptibility in Wide and ThickSlab Continuous Casting MoldCAI Zhao-zhen, JI Cheng, WANG Wei-ling, ZHU Miao-yongSchool of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004ABSTRACT: Based on the microsegregation model of solute elements in mushy zone and the two dimensional finite element thermal-mechanical coupling model of shell in mold during its solidification, the thermal and mechanical behaviors, which including the dynamical distribution laws of air gap and mold flux in mold flux channel, shell temperature profile, and stress distribution of shell during continuous casting in wide and thick slab mold was analyzed. A CSI (Cracking Susceptibility Index) analytical model, which may represent the possibility of solidification cracking of the shell in mold, was proposed. And then, the change laws of shell CSI in the wide and thick slab mold during its solidification under the conditions of a typical continuous casting process of a steel plant was investigated.KEY WORDS Wide and thick slab, Mold, Crack susceptibility, Air gap频发的连铸坯裂纹缺陷已成为限制高品质连铸坯生产的关键环节。
连铸结晶器内热-力耦合状态有限元模拟
荆德君;蔡开科
【期刊名称】《金属学报》
【年(卷),期】2000(36)4
【摘要】针对碳钢在连铸结晶器内的凝固过程，考虑铸坯和铜板间接触状态．建立了完全热力耦合的二维非稳态有限元模型，利用ＭＡＲＣ软件在微机上求解，模拟出了结晶器区域热和力学状态，包括铸坯温度场、应力场、铸坯－铜板界面热流和气隙分布规律等．本模拟工作可为优化结晶器锥度。
【总页数】3页(P404-406)
【关键词】连铸;结晶器;凝固;接触;热力耦合;有限元
【作者】荆德君;蔡开科
【作者单位】北京科技大学炼钢研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TF341.6;TF777
【相关文献】
1.连铸结晶器内热-力耦合数值模拟及研究 [J], 王章岭;董方;王皓;段云波
2.板坯连铸结晶器内热状态的有限元分析 [J], 陈志;钱宏智
3.板坯连铸结晶器与铸坯二维瞬态热力耦合有限元模型的创建 [J], 李伟东
4.连铸结晶器内铸坯温度场和应力场耦合过程数值模拟 [J], 荆德君;蔡开科
5.板坯连铸结晶器内铸坯凝固及变形的热力耦合有限元分析 [J], 严波;文光华;张晓敏
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