連鑄板坯內(nèi)部質(zhì)量缺陷制約著板坯高效連鑄技術(shù)的發(fā)展，尤其是中心偏析與中心疏松易誘發(fā)板坯中心裂紋，嚴(yán)重惡化板材的力學(xué)性能。通過(guò)對(duì)板坯凝固末端區(qū)域施加一定壓下量補(bǔ)償凝固收縮量，以消除中心偏析和中心疏松的動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)是解決這一質(zhì)量問(wèn)題的有效手段，并被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代板坯連鑄生產(chǎn)中。研究表明，在連鑄過(guò)程中，由于澆鑄溫度、拉速等工藝參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，使得現(xiàn)有板坯連鑄機(jī)通過(guò)傳熱模型計(jì)算尚難以準(zhǔn)確判定鑄坯凝固液芯終點(diǎn)位置，造成偏離最佳壓下位置對(duì)鑄坯實(shí)施輕壓下或者施加不合理的壓下量，結(jié)果不僅難以改善鑄坯質(zhì)量，甚至?xí)夯T坯質(zhì)量。因此，研究板坯動(dòng)態(tài)輕壓下關(guān)鍵工藝參數(shù)，制定合理的壓下規(guī)程，開發(fā)凝固液芯終點(diǎn)位置預(yù)測(cè)模型以準(zhǔn)確檢測(cè)凝固液芯終點(diǎn)位置，并實(shí)現(xiàn)在最佳壓下位置實(shí)施輕壓下，對(duì)提高板坯內(nèi)部質(zhì)量、減少產(chǎn)品廢品率具有重要意義。 建立了板坯二維非穩(wěn)態(tài)凝固傳熱計(jì)算模型，研究了目標(biāo)表面溫度澆鑄時(shí)，板坯表面和中心溫度、兩相區(qū)和壓下區(qū)間長(zhǎng)度以及凝固熱收縮量分別隨拉速、過(guò)熱度、板坯厚度、鋼種改變的變化規(guī)律，研究結(jié)果為板坯輕壓下基礎(chǔ)輥縫的制定提供了依據(jù)。 建立了板坯輕壓下過(guò)程熱彈塑形有限元模型，研究了輕壓下過(guò)程中板坯的變形規(guī)...

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 板坯內(nèi)部主要質(zhì)量缺陷與改善措施
        1.1.1 中心偏析和中心疏松的形成機(jī)理
        1.1.2 中心偏析和中心疏松的改善措施
    1.2 板坯輕壓下技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
        1.2.1 板坯輕壓下技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 板坯輕壓下技術(shù)的應(yīng)用
    1.3 動(dòng)態(tài)輕壓下工藝參數(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 壓下位置的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 壓下率和壓下量的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 壓下效率的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究的意義及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題研究的意義
        1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 連鑄過(guò)程板坯壓下區(qū)間與熱收縮研究
    2.1 凝固傳熱方程與有限元求解
        2.1.1 凝固傳熱過(guò)程的微分方程
        2.1.2 求解條件
        2.1.3 凝固傳熱方程的有限元求解
    2.2 熱物性參數(shù)的確定
    2.3 板坯凝固傳熱過(guò)程有限元模型的建立與求解
        2.3.1 有限元模型的建立
        2.3.2 初始條件和邊界條件
        2.3.3 模型的計(jì)算求解
    2.4 凝固傳熱模型的驗(yàn)證
        2.4.1 板坯表面溫度的測(cè)量
        2.4.2 表面溫度計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證
    2.5 壓下區(qū)間與熱收縮的計(jì)算結(jié)果分析
        2.5.1 拉速對(duì)壓下區(qū)間和熱收縮的影響
        2.5.2 過(guò)熱度對(duì)壓下區(qū)間和熱收縮的影響
        2.5.3 斷面對(duì)壓下區(qū)間和熱收縮的影響
        2.5.4 鋼種對(duì)壓下區(qū)間和熱收縮的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 輕壓下過(guò)程板坯變形規(guī)律與應(yīng)力研究
    3.1 板坯輕壓下力學(xué)基本方程及其有限元求解
        3.1.1 輕壓下過(guò)程板坯變形行為分析
        3.1.2 模型的基本假設(shè)
        3.1.3 熱彈塑性本構(gòu)方程及求解
    3.2 材料高溫力學(xué)參數(shù)的確定
    3.3 板坯輕壓下過(guò)程有限元模型
        3.3.1 模型的建立
        3.3.2 初始條件和邊界條件
        3.3.3 求解方法
    3.4 輕壓下過(guò)程板坯變形規(guī)律研究
        3.4.1 分析方法
        3.4.2 節(jié)點(diǎn)位移分析
        3.4.3 坯殼厚度對(duì)板坯變形的影響研究
        3.4.4 單輥壓下量對(duì)壓下效率的影響研究
        3.4.5 斷面厚度對(duì)板坯變形的影響研究
        3.4.6 鋼種對(duì)壓下效率的影響研究
    3.5 輕壓下過(guò)程板坯應(yīng)力研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 板坯輕壓下凝固液芯終點(diǎn)位置研究
    4.1 板坯凝固液芯終點(diǎn)位置力學(xué)測(cè)定方法
    4.2 板坯凝固液芯終點(diǎn)位置預(yù)測(cè)模型
        4.2.1 輕壓下扇形段內(nèi)板坯力學(xué)模型
        4.2.2 輕壓下扇形段支撐輥的支反力
    4.3 鑄坯液芯位置的計(jì)算與調(diào)整
        4.3.1 板坯連鑄機(jī)輕壓下段基本參數(shù)
        4.3.2 輕壓下扇形段夾輥支反力計(jì)算
        4.3.3 液芯終點(diǎn)位置的判定
        4.3.4 液芯終點(diǎn)位置的調(diào)整
    4.4 本章小結(jié)
第5章 輕壓下改善板坯內(nèi)部質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 鑄機(jī)基本參數(shù)與板坯內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題
        5.1.1 鑄機(jī)參數(shù)
        5.1.2 板坯內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題
    5.2 動(dòng)態(tài)輕壓下工藝規(guī)程的制定
        5.2.1 壓下量的制定
        5.2.2 壓下位置的制定
    5.3 板坯輕壓下內(nèi)部質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)方案的確定
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.3 試樣的制備
        5.3.4 檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)比與討論
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3832458