板坯连续矫直过程鼓肚变形的研究

发布时间：2017-10-19 08:08

  本文关键词：板坯连续矫直过程鼓肚变形的研究

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【摘要】：带液芯矫直是实现现代化高效连铸必不可少的关键技术之一。板坯连铸连续矫直过程中,凝固坯壳的综合变形不仅包括在矫直力矩的作用下产生的矫直变形,同时也包括在钢水静压力的作用下产生的鼓肚变形以及其它因素引起的变形。鼓肚变形一旦超过铸坯变形临界值,铸坯就会出现内裂缺陷。因此,对矫直区内铸坯坯壳的鼓肚变形进行研究具有重要的理论和实际意义。基于铸坯材料的高温蠕变和弹性理论,建立了求解连铸板坯鼓肚变形的粘弹性数学模型,根据坯壳的初始状态确定了模型的边界条件,并利用此模型计算出坯壳的鼓肚变形和鼓肚应变。建立了三维非稳态凝固传热有限元模型,并对铸坯材料的热物性参数进行了合理的选择和处理。对板坯连铸凝固传热过程进行计算,得到了铸坯凝固过程中的温度分布和坯壳增长情况。考虑铸坯材料的高温蠕变特性和铸坯运动对坯壳鼓肚变形的影响,建立了矫直过程中动态的热力耦合有限元模型,并对铸坯材料的高温力学性能参数进行了合理的选择和处理。对板坯连续矫直过程进行计算,得到了坯壳鼓肚变形以及铸坯固液交界面处鼓肚应变和应变速率的变化规律。同时,计算分析了拉坯速度和辊间距对坯壳鼓肚变形以及铸坯固液交界面处鼓肚应变和应变速率的影响规律。
【关键词】：板坯连铸 矫直区 高温蠕变 鼓肚变形
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG249.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 连铸坯矫直技术的发展概况9-10
• 1.1.1 连铸坯矫直技术概述9
• 1.1.2 国内外连铸矫直技术的发展9-10
• 1.2 鼓肚变形的概述10-13
• 1.2.1 鼓肚现象对连铸生产的影响10-11
• 1.2.2 鼓肚变形的研究现状11-13
• 1.3 课题研究的意义及主要研究内容13-15
• 1.3.1 课题研究的意义13-14
• 1.3.2 主要研究内容14-15
• 第2章 铸坯矫直与鼓肚变形的研究15-33
• 2.1 铸坯材料的蠕变理论15-19
• 2.1.1 蠕变现象15
• 2.1.2 蠕变曲线15-16
• 2.1.3 蠕变本构方程16-19
• 2.2 铸坯矫直理论19-27
• 2.2.1 矫直基本原理19-22
• 2.2.2 矫直方法分类22-27
• 2.3 铸坯鼓肚变形理论27-32
• 2.3.1 坯壳鼓肚变形的粘弹性解27-30
• 2.3.2 鼓肚变形的影响因素30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 连续矫直模型建立及求解33-52
• 3.1 凝固传热模型的理论基础33-38
• 3.1.1 铸坯的凝固传热33-36
• 3.1.2 传热问题的数学描述36-38
• 3.2 凝固传热有限元模型的建立及求解38-44
• 3.2.1 连铸机主要参数38-39
• 3.2.2 凝固传热模型的建立及求解39-44
• 3.3 热力耦合分析的有限元法44-46
• 3.3.1 铸坯鼓肚变形过程的热力耦合作用44
• 3.3.2 热力耦合有限元方程及其求解44-46
• 3.4 连续矫直热力耦合模型的建立及求解46-50
• 3.4.1 矫直模型的假设与简化46-47
• 3.4.2 矫直模型的初始条件和边界条件47-48
• 3.4.3 材料的高温力学性能48-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第4章 连续矫直仿真结果分析52-71
• 4.1 凝固传热模型结果分析52-55
• 4.1.1 结晶器中铸坯温度场分析52-53
• 4.1.2 二冷区铸坯温度场分析53-55
• 4.2 热力耦合模型结果分析55-65
• 4.2.1 鼓肚变形规律55-57
• 4.2.2 铸坯应力分布57-59
• 4.2.3 铸坯应变分布59-62
• 4.2.4 铸坯应变速率分布62-65
• 4.3 鼓肚变形影响因素的研究65-69
• 4.3.1 拉速对鼓肚变形的影响65-67
• 4.3.2 辊间距对鼓肚变形的影响67-69
• 4.4 本章小结69-71
• 结论71-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
• 致谢77

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本文编号：1059981