以連鑄結(jié)晶器內(nèi)鑄坯為研究對(duì)象,使用數(shù)值模擬的方法計(jì)算和分析了溶質(zhì)元素在鋼兩相區(qū)內(nèi)的偏析行為,并計(jì)算其凝固過程中兩相區(qū)內(nèi)的高溫物性參數(shù),再通過有限元軟件ANSYS計(jì)算了結(jié)晶器中鑄坯坯殼的溫度場(chǎng),并模擬了鑄坯在自身和外部條件變化時(shí)溫度場(chǎng)的變化情況。基于Ueshima的正六邊形枝晶凝固模型,通過有限差分法建立了耦合δ/γ相變的溶質(zhì)圍觀偏析模型,分析結(jié)果可知,在目標(biāo)鋼種成分浮動(dòng)范圍內(nèi),C含量對(duì)對(duì)P、S、Nb和Ti元素較為明顯。當(dāng)液相中C的濃度足以發(fā)生δ/γ相變后,γ相占比提高,導(dǎo)致不易溶于γ相的元素P、S、Nb和Ti元素的偏析程度升高。以微觀偏析模型為基礎(chǔ)計(jì)算鋼在凝固過程中的熱物性參數(shù),其中C含量對(duì)鋼的高溫物性參數(shù)有較大的影響,隨著C含量的升高會(huì)擴(kuò)大兩相區(qū),影響固相率的變化,也會(huì)使密度降低、熱焓升高。微合金鋼中Nb元素在微合金鋼范圍內(nèi)在熱力學(xué)角度不會(huì)對(duì)鋼的凝固造成較大影響。因不同溶質(zhì)成分下鋼的高溫物性參數(shù)有較大差異,故不宜將不同鋼種的物性參數(shù)直接套用。通過有限元軟件ANSYS分析了不同物性參數(shù)下鑄坯凝固過程中的溫度變化,可以得出在鑄坯內(nèi)部溫度的傳遞主要取決于材料的熱焓和等效導(dǎo)熱系數(shù),并通過施加... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 連鑄結(jié)晶器功能概述
    1.3 連鑄結(jié)晶器內(nèi)傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀
        1.3.1 結(jié)晶器內(nèi)傳熱行為研究
        1.3.2 結(jié)晶器內(nèi)熱點(diǎn)行為研究
    1.4 連鑄結(jié)晶器內(nèi)凝固行為的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 結(jié)晶器內(nèi)微觀偏析行為研究
        1.4.2 鋼的高溫?zé)崃W(xué)性能分析
    1.5 本文的提出
    1.6 研究?jī)?nèi)容
    1.7 研究路線與實(shí)驗(yàn)方法
    1.8 研究思路
第2章 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型
    2.1 凝固過程中微觀偏析的影響因素
    2.2 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型的建立
        2.2.1 模型基本假設(shè)
        2.2.2 控制方程及邊界條件
        2.2.3 控制方程離散化
        2.2.4 模型所需參數(shù)計(jì)算
    2.3 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型的計(jì)算
        2.3.1 模型計(jì)算流程
        2.3.2 溶質(zhì)微觀偏析模型計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)
    2.4 凝固過程中兩相區(qū)溶質(zhì)微觀偏析模型的驗(yàn)證
    2.5 含Nb鋼兩相區(qū)微觀偏析行為的分析
    2.6 微觀偏析對(duì)高溫力學(xué)性能的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 含Nb鋼兩相區(qū)物性參數(shù)的計(jì)算與分析
    3.1 鋼的固、液相線
    3.2 固相分?jǐn)?shù)
    3.3 等效導(dǎo)熱系數(shù)
    3.4 密度
    3.5 熱焓
    3.6 本章小結(jié)
第4章 注流對(duì)板坯結(jié)晶器窄邊溫度場(chǎng)的影響分析
    4.1 結(jié)晶器內(nèi)二維傳熱模型的建立
        4.1.1 模型的基本假設(shè)
        4.1.2 傳熱方程
        4.1.3 有限元模型的建立
        4.1.4 初始條件與邊界條件
        4.1.5 工藝參數(shù)選取
        4.1.6 材料的物性參數(shù)選取
    4.2 結(jié)晶器內(nèi)二維傳熱模型的計(jì)算流程
    4.3 結(jié)晶器內(nèi)二維傳熱模型的分析
        4.3.1 鋼種成分對(duì)坯殼生長(zhǎng)的影響
        4.3.2 鋼種成分對(duì)兩相區(qū)的影響
    4.4 結(jié)晶器內(nèi)熱流對(duì)坯殼沖擊模型
        4.4.1 有限元模型
        4.4.2 初始條件和邊界條件
        4.4.3 坯殼二維溫度場(chǎng)
        4.4.4 拉速對(duì)坯殼的影響
        4.4.5 澆鑄溫度對(duì)坯殼的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]基于凝固相轉(zhuǎn)變影響的結(jié)晶器內(nèi)熱力耦合分析[J]. 甄成國(guó),麻永林,邢淑清,許建飛,陳重毅,李振團(tuán).  鋼鐵. 2016(02)
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[10]板坯連鑄粘結(jié)過程中粘結(jié)點(diǎn)和熱點(diǎn)行為研究[J]. 曾智,趙洪強(qiáng),王葉婷,國(guó)興龍,孫立根,張家泉.  連鑄. 2011(S1)

博士論文
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[2]方坯連鑄疏松及宏觀偏析的模擬研究[D]. 董其鵬.北京科技大學(xué) 2018
[3]高碳鋼大方坯凝固機(jī)理與宏觀偏析關(guān)鍵控制技術(shù)研究[D]. 安航航.北京科技大學(xué) 2018
[4]寬板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼液流動(dòng)與鑄坯表面質(zhì)量的關(guān)系研究[D]. 任磊.北京科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]板坯連鑄結(jié)晶器漏鋼成因機(jī)理及預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 任秀峰.天津理工大學(xué) 2013
[2]連鑄漏鋼預(yù)報(bào)模型的研究[D]. 朱薛輝.重慶大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3206997