连铸坯连续矫直技术的研究

摘要

连铸坯的矫直技术是发展高效连铸的关键技术之一，高效连铸技术的核心就是高拉速及高铸坯质量。在高拉速的条件下，为了保证带液心的铸坯矫直时两相区内的应变和应变速率控制在允许值的范围内，能够适应高拉速的连续矫直技术已成为当前的主流技术。为此，本文进行了下面的研究工作。
　　在分析连铸坯凝固传热和变形的基础上，建立了连铸板坯凝固过程的传热数学模型和应力应变模型，确立了相应的边界条件、铸坯热物性能参数和基本的力学参数，采用有限元软件对连铸板坯温度场和应力应变进行了模拟，得到从结晶器到凝固结束的传热和变形情况。
　　在研究现有连续矫直曲线的基础上，指出现有矫直曲线的不足，即铸坯的应变速率近似为常数，没有充分考虑温度和应力对铸坯变形速率的影响。连铸坯的矫直过程中，铸坯温度高，蠕变及应力松弛现象显著，因此在连续矫直方案的设计中，可以充分利用铸坯的高温变形特性。由高温材料的蠕变性能认识到，铸坯的矫直应变速率不仅与温度有关，而且与铸坯的应力有关，因此在充分考虑铸坯应力对应变速率的影响下，可将大部分的变形放在温度较高的区域内完成，从而对连续矫直区的矫直技术进行优化设计。
　　综合考虑铸坯的高温和应力蠕变性能，通过对曲线公式推导，得到新型的连续矫直曲线，该曲线的铸坯应变速率、应力及应变在矫直区内变化较为平缓，可有效避免铸坯内裂纹的形成，而且给出了曲线的精确解，可以进行连铸机的设计和改造。

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第1章 绪 论

1.1 连铸矫直技术的发展及现状

1.2 连铸过程的传输现象以及应力应变行为

1.3 连铸矫直技术的冶金原理及矫直原理

1.4 本课题的研究背景及研究内容

第2章 连铸坯凝固过程的传热

2.1 连铸坯凝固传热特点及微分方程

2.2 结晶器传热与凝固

2.3 二冷区传热与凝固

2.4 本章小结

第3章 连铸坯凝固过程的应力应变

3.1 连铸坯流变学理论

3.2 连铸坯弹粘塑性变形理论

3.3 连铸坯矫直过程坯壳受力模型

3.4 连铸坯应变变形

3.5 本章小结

第4章 连铸坯凝固传热及矫直变形有限元分析

4.1 板坯连铸机计算实例

4.2 连铸坯模型的热物性参数的确定

4.3 铸坯传热有限元分析

4.4 铸坯矫直变形有限元分析

4.5 本章小结

第5章 连铸坯矫直技术分析

5.1 连铸坯矫直基本类型

5.2 连续矫直技术的改进类型

5.3 连续矫直曲线设计中的若干问题

5.4 本章小结

第6章 新型连续矫直曲线的研究

6.1 新型连续矫直曲线的提出

6.2 新型连续矫直曲线的设计理论

6.3 算例

6.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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