360mm×450mm大方坯连铸动态轻压下压下模型的研究与应用

摘要

本文对大方坯连铸动态轻压下压下过程进行分析，建立了描述大方坯压下过程的压下模型并利用有限元计算软件MSC.MARC对其求解计算，研究了压下过程中铸坯内部应力/应变分布规律，并对该过程中的压下率进行分析。本文的主要研究内容和取得主要成果如下：
　　 1.连铸大方坯自然热收缩的数值分析研究。热收缩值是动态轻压下在线控制模型中的一个重要参数。通过加载铸坯的实时温度场分布，对铸坯连铸过程进行热力耦合计算，获得了铸坯在整个过程的热收缩量。结果表明：拉速对铸坯的热收缩影响较大，随着拉速升高，铸坯上同一位置处的自然热收缩量越来越小，而过热度和钢种对铸坯的自然热收缩的影响则很小。
　　 2.大方坯应力/应变的数值分析。对大方坯连铸过程进行数值模拟计算，获得铸坯内部及表面的应力/应变分布。研究表明：应力/应变在拉矫辊与铸坯接触处最大，并由铸坯表面向铸坯中心依次减小。
　　 3.大方坯压下率数值分析研究。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模拟计算，获得了不同压下量、钢种、拉速下压下率的变化规律。研究结果表明：方坯的压下率均沿拉坯方向近似线性减少：方坯的平均压下率与拉速呈线性减少关系；钢种对方坯压下率的影响小。
　　 4.大方坯压下模型的在线应用研究。对拉矫辊的压下过程进行分析研究，根据连铸生产过程中拉速、凝固终点等条件的变化实现压下量的动态分配和动态压下；编制压下模型在线控制程序，将压下参数在大方坯连铸生产中动态实现。热试和投产半年内的大方坯质量表明轻压下的实施达到了预期的效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 连铸技术的发展与现状

1.1.1 连铸技术的发展

1.1.2 连铸坯中心偏析与疏松及其危害

1.1.3 减少铸坯中心偏析与疏松的措施

1.2 轻压下技术的发展与应用优势

1.2.1 轻压下技术的发展

1.2.2 轻压下技术的应用优势

1.3 轻压下参数的应用与研究

1.3.1 工业应用现状

1.3.2 理论研究的现状

1.4 本文主要研究内容

第二章 大方坯连铸压下模型的建立与分析

2.1 轻压下技术压下模型的关键参数

2.1.1 压下区间

2.1.2 压下率/压下量

2.1.3 自然热收缩量

2.2 大方坯轻压下压下模型的建立、求解与分析

2.2.1 三维实时温度场计算

2.2.2 压下模型建立与求解

2.2.3 求解结果与分析

2.3 铸坯的热收缩计算结果与分析

2.3.1 拉速对铸坯收缩量的影响

2.3.2 过热度对热收缩的影响

第三章 大方坯动态轻压下压下模型在线应用

3.1 动态轻压下控制模型

3.1.1 压下量分配率与相对压下量

3.1.2 绝对压下量与设定辊缝计算

3.2 工业应用效果

3.2.1 铸坯低倍组织评级

3.2.2 铸坯碳成分均匀性

第四章 结论

参考文献

致谢