高品質(zhì)鋼是我國鋼鐵制造的發(fā)展方向,薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品具有凝固速度快,晶粒細(xì),厚度薄等特征,在部分高附加值產(chǎn)品,以及制造成本方面具有明顯優(yōu)勢。因此,采用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)高品質(zhì)鋼,是實(shí)現(xiàn)鋼鐵綠色制造的新途徑。武鋼CSP憑借低成本及工藝技術(shù)方面的獨(dú)特優(yōu)勢,產(chǎn)品由普鋼向品種鋼轉(zhuǎn)變,硅鋼、高強(qiáng)汽車鋼、耐候鋼、中高碳鋼等高附加值鋼逐步成為產(chǎn)線的主要品種,然而,高品質(zhì)鋼連鑄過程中,出現(xiàn)的裂紋缺陷以及由合金元素偏析引起的帶狀組織缺陷問題尤為突出,成為產(chǎn)線品種結(jié)構(gòu)調(diào)整,穩(wěn)定順行的主要限制性環(huán)節(jié)。本文針對影響薄板坯連鑄高品質(zhì)鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵難題,依托武鋼薄板坯連鑄連軋產(chǎn)線,以7排熱電偶方式實(shí)測的典型工況條件下漏斗形結(jié)晶器銅板溫度和冷卻結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),采用數(shù)值模擬與物理模擬相結(jié)合的方法,對結(jié)晶器內(nèi)傳熱和流動(dòng)行為進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,得到了從結(jié)晶器內(nèi)鋼水的流動(dòng)、傳熱至二冷段內(nèi)鑄坯的凝固、組織形成和元素偏析形成機(jī)理等全過程的詳實(shí)數(shù)據(jù)和演變規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,完成了高品質(zhì)鋼鑄坯整體偏析控制技術(shù)和低應(yīng)力非均勻冷卻漏斗形結(jié)晶器技術(shù)研究,并成功應(yīng)用于高品質(zhì)鋼的生產(chǎn)中,解決了高品質(zhì)鋼裂紋發(fā)生率高和元素晶間偏析引起的熱軋板帶狀組織... 

【文章來源】：鋼鐵研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 概述
    1.2 薄板坯連鑄連軋技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展
        1.2.1 薄板坯連鑄連軋技術(shù)現(xiàn)狀
        1.2.2 薄板坯連鑄連軋的發(fā)展
        1.2.3 薄板坯連鑄技術(shù)的進(jìn)步
    1.3 薄板坯結(jié)晶器流場和溫度場
    1.4 薄板坯的冷卻和凝固特性
        1.4.1 結(jié)晶器傳熱
        1.4.2 二冷區(qū)的凝固傳熱
        1.4.3 鑄坯組織
    1.5 薄板坯質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)
        1.5.1 薄板坯縱裂紋控制技術(shù)
        1.5.2 偏析和帶狀組織控制技術(shù)
        1.5.3 漏斗形結(jié)晶器技術(shù)
    1.6 文獻(xiàn)總結(jié)及研究內(nèi)容
        1.6.1 文獻(xiàn)總結(jié)及研究背景
        1.6.2 現(xiàn)狀和主要研究內(nèi)容
        1.6.3 研究路線
第二章 CSP漏斗形結(jié)晶器熱流實(shí)測與分析
    2.1 結(jié)晶器銅板的冷卻結(jié)構(gòu)及溫度檢測方法
        2.1.1 結(jié)晶器冷卻結(jié)構(gòu)
        2.1.2 結(jié)晶器銅板的溫度檢測方法
    2.2 結(jié)晶器傳熱模型
        2.2.1 CSP結(jié)晶器銅板傳熱模型的導(dǎo)出
        2.2.2 有效換熱系數(shù)hw,eff的確定
        2.2.3 測溫點(diǎn)距銅板冷面距離s的確定
    2.3 結(jié)晶器銅板溫度檢測結(jié)果及分析
        2.3.1 銅板溫度檢測結(jié)果
        2.3.2 結(jié)晶器熱流密度變化規(guī)律
        2.3.3 結(jié)晶器熱面溫度分布規(guī)律
    2.4 小結(jié)
第三章 CSP漏斗形結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)行為分析
    3.1 結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)的數(shù)值模擬
        3.1.1 基本假設(shè)及控制方程
        3.1.2 邊界條件
        3.1.3 幾何模型
        3.1.4 參數(shù)條件
        3.1.5 計(jì)算結(jié)果和討論分析
    3.2 結(jié)晶器水力學(xué)模型試驗(yàn)研究
        3.2.1 相似比的確定
        3.2.2 模型與試驗(yàn)裝置
        3.2.3 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)?zāi)康?br>        3.2.4 試驗(yàn)方法
        3.2.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.3 小結(jié)
第四章 薄板坯連鑄高品質(zhì)鋼偏析控制技術(shù)研究
    4.1 薄板坯連鑄高品質(zhì)鋼偏析的成因
        4.1.1 偏析的測定方法
        4.1.2 偏析檢測結(jié)果及分析
    4.2 冷卻速度對偏析影響
        4.2.1 試驗(yàn)方案
        4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.3 工藝優(yōu)化及應(yīng)用
        4.3.1 板坯連鑄凝固過程模擬計(jì)算
        4.3.2 二冷配水的優(yōu)化
    4.4 現(xiàn)場試驗(yàn)及推廣應(yīng)用
    4.5 小結(jié)
第五章 薄板坯低應(yīng)力和非均勻冷卻結(jié)晶器技術(shù)研究
    5.1 結(jié)晶器內(nèi)凝固坯殼變形的數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 計(jì)算基本假設(shè)
        5.1.2 描述凝固坯殼變形的控制方程
        5.1.3 邊界條件
        5.1.4 計(jì)算方法及收斂條件
        5.1.5 計(jì)算采用的材料物性參數(shù)
        5.1.6 計(jì)算幾何模型及其參數(shù)
    5.2 表面裂紋缺陷形成機(jī)理
    5.3 新型低應(yīng)力結(jié)晶器技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用
        5.3.1 薄板坯連鑄結(jié)晶器錐度設(shè)計(jì)及內(nèi)腔優(yōu)化研究
        5.3.2 低應(yīng)力結(jié)晶器的設(shè)計(jì)
        5.3.3 低應(yīng)力結(jié)晶器的現(xiàn)場試驗(yàn)及應(yīng)用
    5.4 非均勻冷卻結(jié)晶器技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用
        5.4.1 非均勻冷卻水縫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.4.2 非均勻冷卻結(jié)晶器的現(xiàn)場試驗(yàn)及應(yīng)用
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)和下一步研究工作
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 下一步研究工作
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的論文和專利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]薄板坯連鑄中碳鋼角橫裂缺陷成因及控制[J]. 張劍君,張慧,席常鎖,譚文,王春峰.  鋼鐵. 2017(11)
[2]連鑄凝固過程宏觀偏析的形成機(jī)理及預(yù)防措施[J]. 趙軍普,劉瀏,王樂.  鋼鐵釩鈦. 2016(06)
[3]液芯壓下過程中壓下量分配對鑄坯變形的影響[J]. 羅仁輝,徐李軍,黃華.  中國冶金. 2016(12)
[4]唐鋼薄板坯連鑄高碳鋼65Mn的質(zhì)量控制[J]. 楊曉江.  中國冶金. 2016(12)
[5]薄板坯連鑄連軋流程鈦微合金鋼控制軋制技術(shù)[J]. 毛新平,孫新軍,汪水澤.  鋼鐵. 2016(01)
[6]先進(jìn)短流程——深加工新技術(shù)與高強(qiáng)塑性汽車構(gòu)件的開發(fā)[J]. 干勇,李光瀛,馬鳴圖,毛新平,羅榮.  軋鋼. 2015(04)
[7]PIV技術(shù)在中間包和結(jié)晶器流場模擬中的應(yīng)用[J]. 崔衡,劉洋,李東俠,王征,陳斌,龐在剛.  連鑄. 2015(03)
[8]中國薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展[J]. 毛新平,高吉祥,柴毅忠.  鋼鐵. 2014(07)
[9]薄板坯連鑄連軋中高碳鋼生產(chǎn)技術(shù)[J]. 毛新平,陳麒琳,李春艷.  鋼鐵. 2012(04)
[10]薄板坯連鑄結(jié)晶器錐度設(shè)計(jì)技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 陶紅標(biāo),呂曉軍,席常鎖,張慧,吳夜明,干勇.  鋼鐵. 2012(01)

博士論文
[1]CSP結(jié)晶器鋼液流動(dòng)及傳熱行為對薄板坯表面縱裂的影響[D]. 張曉峰.北京科技大學(xué) 2015
[2]方坯連鑄宏觀傳輸現(xiàn)象復(fù)合數(shù)值模擬的研究[D]. 馮科.重慶大學(xué) 2004

碩士論文
[1]方坯連鑄機(jī)鑄坯質(zhì)量控制與改進(jìn)研究[D]. 鄧湘斌.華南理工大學(xué) 2012
[2]板坯連鑄二冷動(dòng)態(tài)輕壓下輥縫收縮模型研究及軟件開發(fā)[D]. 龍木軍.重慶大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3257966