板坯连铸动态轻压下位置预测及二冷水量控制模型研究

摘要

连铸过程中出现的铸坯中心偏析和中心疏松将会引起铸坯内部质量问题,因此,必须积极寻求减少中心偏析和中心疏松的解决方案.动态轻压下是目前比较理想的用来消除中心偏析和中心疏松问题的技术.轻压下技术中的主要技术指标包括压下位置、压下量和压下率.该文主要对压下位置的确定进行研究.压下区间由凝固末端位置确定.该研究所采取的压下区间为f<,s>=0.5~0.95的区域.在找到f<,s>=0(液相线末端)和f<,s>=1(固相线末端)的准确位置后,通过换算得到f<,s>=0.5~0.95的区域,从而确定压下位置.一般来说,在浇铸某一钢种时,为了优化铸坯表面质量,铸坯表面目标温度是预定的.当拉速和过热度发生变化时,就要进行二冷水量控制使铸坯达到预设表面温度.所有操作条件(拉速、过热度和二冷水量)确定后,通过凝固数学模型就可以准确找到凝固末端位置,从而确定轻压下区间.利用数学模型计算二冷水量和压下位置需要很长的计算时间,这些数据由于滞后性根本不可能成为轻压下控制的参数.该文利用离线模拟计算的大量数据,回归出了二冷水量、压下位置与拉速、过热度的一级机理表达式.

目录

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第一章绪论

1.1连铸工艺的发展历程

1.2连铸技术发展目标及趋势

1.3我国连铸技术的发展与现状

1.4本文的研究背景、方法和内容

1.4.1研究背景

1.4.2研究方法和内容

第二章轻压下技术的发展及现状

2.1中心偏析与疏松的形成机理

2.1.1溶质元素析出与富集理论

2.1.2凝固桥理论

2.1.3铸坯芯部空穴抽吸理论

2.2中心偏析与疏松的危害

2.3减少中心偏析与疏松的技术方案

2.4轻压下机理

2.5轻压下技术的发展历程、应用现状及发展趋势

2.5.1发展历程

2.5.2应用现状

2.5.3发展趋势

第三章压下位置预测模型的建立

3.1确定压下位置的思路

3.2铸坯凝固模型的建立

3.3微分方程的离散、求解

3.3.1差分网格的选取

3.3.2微分方程的离散

3.4边界条件的处理

3.4.1结晶器

3.4.2二冷区

3.5各项参数的处理

3.5.1凝固潜热

3.5.2对流换热

第四章计算结果与分析

4.1铸坯温度场及与VAI计算结果的比较

4.1.1三维温度场

4.1.2二维温度场

4.1.3表面温度、中心温度

4.1.4坯壳厚度、压下位置

4.2各种参数对铸坯内温度场的影响

4.2.1过热度

4.2.2拉速

4.3各种参数对压下位置的影响

4.3.1过热度

4.3.2拉速

第五章二冷水量的回归分析

5.1回归介绍

5.2二冷水量的回归

5.2.1 DRS2.3系统介绍

5.2.2二冷水量的回归

5.3回归式的选择

5.4回归计算值与模型计算值的比较

第六章连铸二冷水量及压下位置软件开发

6.1软件开发工具介绍

6.1.1 Visual Basic简介

6.1.2 Visual Basic的特点

6.2软件的开发

6.3软件详细说明

6.3.1软件主界面

6.3.2计算参数设定

6.3.3计算结果显示

第七章结论

参考文献

致谢