DSP薄板坯连铸过程多场耦合数值模拟及过包晶钢热裂敏感性的研究
发布时间：2021-01-28 22:47
随着钢铁工业的不断发展,薄板坯连铸直接轧制技术已被广泛用于生产扁平材产品。塔塔钢铁位于荷兰艾默伊登的工厂在2000年引入了DSP（Direct Sheet Plant）生产线。为了扩大DSP生产线的产品种类,提升现有薄板坯连铸产品的质量,借助计算机模拟仿真来制定、优化薄板坯连铸生产工艺是一种广泛认可的、行之有效的方法。由此,挪威能源技术研究所（IFE）,塔塔钢铁欧洲研究中心（TaTa）和北京科技大学（USTB）共同合作开发了薄板坯连铸过程的有限元模型——SteelSim。目前,SteelSim已经能够完成薄板坯连铸过程的多场耦合模拟。然而,该模型还不够完善,需要对模型的计算结果进行仔细分析,找出模型存在的不足。其次,在有限元建模过程中,计算结果的准确性依赖于输入参数的可靠性。本构参数就是其中最重要的输入参数之一,这些参数需要在实验条件下进行测量。在薄板坯连铸质量控制方面,面临的一个主要问题就是防止热裂纹的形成,尤其是防止包晶凝固过程中热裂纹的形成。然而,目前几乎所有的主流热裂模型基本都是两相模型,不能反映包晶凝固的特征。基于上述现状,本项研究以钢的薄板坯连铸为背景,主要开展了三部分的工...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１塔塔钢铁集团ＩＪｉｍｉｉｄｅｎ厂ＤＳＰ生产线１１３丨??
塔塔钢铁荷兰艾默伊登（ＩＪｍｕｉｄｅｎ）的ＤＳＰ生产线由日本三菱公司和德??国曼内斯曼－德马克冶金公司（ＭＤＭ）提供，主要产品为热乳薄板，其组成如??图２－１［丨３］所示。??ＷＡ?／??图２－１塔塔钢铁集团ＩＪｉｍｉｉｄｅｎ厂ＤＳＰ生产线１１３丨??该设备的主要目的是在ＩＪｍｕｉｄｅｎ厂采用新的工艺技术，改善和扩大当时??和将来的产品系列，尤其是扩大优质产品系列和开发新的产品。其主要设备??特点如下：??（１）
??Ｌａｎｋｆｏｒｄ［２５］和Ｂｒｉｍａｃｏｍｂｅ等人［２６］对连铸过程存在的应力和应变进行了??较为详细的阐述。连铸结晶器内不同方向应力的示意图如图２－３所示。所得??到的应力是轴向（如图２－３?（ａ））和侧向应力的（如图２＿３（ｂ））的综合效应。??总的来说，在连铸的过程中，凝固坯壳始终受到拉应力的作用。当拉应力过??大时，坯壳就有可能破裂，产生漏钢。结晶器内的摩擦力主要受拉速的影响??较大，拉速越大摩擦力也越大。结晶器和凝固坯壳直接的摩擦力会导致坯壳??产生压应力，再加上结晶器的振动，导致压应力往往出现一定的周期性。??（３）?Ｓｋｉｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ??Ｆｒｏｎｔ??Ａｘｉａｌ?ｌｅｎｓｉｌｅ?Ｆｏｒｃｅ??Ｓｕｒｆａｃｅ??，?Ｆｒｉｃｔｉｏｎ?Ｆｏｒｃｅ??Ａｘｉａｌ?Ｔｅｎｓｉｌｅ?Ｓｔｒｅｓｓ?；?＞??＋?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ??Ｂｅｎｄｉｎｇ?Ｓｔｒｅｓｓ?－１－??Ｒｅｓｕｌｔａｎｔ?Ｓｔｒｅｓｓｅｓ?Ｔｅｎｓ，〇°??Ｔｅｎｓｉｌｅ?”??／ｈ＼?Ｍｏｌｄ?Ｗ＾ｌｌ?Ｈｏｏｐ?Ｃｃｘｎｐｒｅｓｓｉｖｅ??＇?７?＾?ｏｒ?ｔｅｎ
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国薄板坯连铸连轧技术的发展[J]. 毛新平,高吉祥,柴毅忠. 钢铁. 2014(07)
[2]新形势下薄板坯连铸连轧技术的进步与发展方向[J]. 殷瑞钰,张慧. 钢铁. 2011(04)
[3]Effects of the width and thickness of slabs on broadening in continuous casting[J]. Jian-xun Fu1,2), Jing-she Li1), and Hui Zhang2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) National Engineering Research Center of Continuous Casting Technology, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(06)
[4]连铸板坯内部裂纹的成因及防止措施[J]. 姚书芳,徐李军. 钢铁. 2010(12)
[5]鞍钢1700中薄板坯连铸连轧生产线（ASP）工程与生产实践[J]. 刘玠. 钢铁. 2003(07)
[6]连铸板坯内部裂纹和表面裂纹的形成机理[J]. 大桥徹郎,夏侯刚. 钢铁. 1982(03)
博士论文
[1]CSP结晶器钢液流动及传热行为对薄板坯表面纵裂的影响[D]. 张晓峰.北京科技大学 2015
[2]中低碳微合金钢及C-Mn-Al（Si）高强钢的热变形行为研究[D]. 魏海莲.北京科技大学 2015
[3]薄板连铸坯的温度与应力状态的研究[D]. 陈登福.重庆大学 1997
本文编号：3005830
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１塔塔钢铁集团ＩＪｉｍｉｉｄｅｎ厂ＤＳＰ生产线１１３丨??
塔塔钢铁荷兰艾默伊登（ＩＪｍｕｉｄｅｎ）的ＤＳＰ生产线由日本三菱公司和德??国曼内斯曼－德马克冶金公司（ＭＤＭ）提供，主要产品为热乳薄板，其组成如??图２－１［丨３］所示。??ＷＡ?／??图２－１塔塔钢铁集团ＩＪｉｍｉｉｄｅｎ厂ＤＳＰ生产线１１３丨??该设备的主要目的是在ＩＪｍｕｉｄｅｎ厂采用新的工艺技术，改善和扩大当时??和将来的产品系列，尤其是扩大优质产品系列和开发新的产品。其主要设备??特点如下：??（１）
??Ｌａｎｋｆｏｒｄ［２５］和Ｂｒｉｍａｃｏｍｂｅ等人［２６］对连铸过程存在的应力和应变进行了??较为详细的阐述。连铸结晶器内不同方向应力的示意图如图２－３所示。所得??到的应力是轴向（如图２－３?（ａ））和侧向应力的（如图２＿３（ｂ））的综合效应。??总的来说，在连铸的过程中，凝固坯壳始终受到拉应力的作用。当拉应力过??大时，坯壳就有可能破裂，产生漏钢。结晶器内的摩擦力主要受拉速的影响??较大，拉速越大摩擦力也越大。结晶器和凝固坯壳直接的摩擦力会导致坯壳??产生压应力，再加上结晶器的振动，导致压应力往往出现一定的周期性。??（３）?Ｓｋｉｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ??Ｆｒｏｎｔ??Ａｘｉａｌ?ｌｅｎｓｉｌｅ?Ｆｏｒｃｅ??Ｓｕｒｆａｃｅ??，?Ｆｒｉｃｔｉｏｎ?Ｆｏｒｃｅ??Ａｘｉａｌ?Ｔｅｎｓｉｌｅ?Ｓｔｒｅｓｓ?；?＞??＋?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ??Ｂｅｎｄｉｎｇ?Ｓｔｒｅｓｓ?－１－??Ｒｅｓｕｌｔａｎｔ?Ｓｔｒｅｓｓｅｓ?Ｔｅｎｓ，〇°??Ｔｅｎｓｉｌｅ?”??／ｈ＼?Ｍｏｌｄ?Ｗ＾ｌｌ?Ｈｏｏｐ?Ｃｃｘｎｐｒｅｓｓｉｖｅ??＇?７?＾?ｏｒ?ｔｅｎ
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国薄板坯连铸连轧技术的发展[J]. 毛新平,高吉祥,柴毅忠. 钢铁. 2014(07)
[2]新形势下薄板坯连铸连轧技术的进步与发展方向[J]. 殷瑞钰,张慧. 钢铁. 2011(04)
[3]Effects of the width and thickness of slabs on broadening in continuous casting[J]. Jian-xun Fu1,2), Jing-she Li1), and Hui Zhang2) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) National Engineering Research Center of Continuous Casting Technology, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(06)
[4]连铸板坯内部裂纹的成因及防止措施[J]. 姚书芳,徐李军. 钢铁. 2010(12)
[5]鞍钢1700中薄板坯连铸连轧生产线（ASP）工程与生产实践[J]. 刘玠. 钢铁. 2003(07)
[6]连铸板坯内部裂纹和表面裂纹的形成机理[J]. 大桥徹郎,夏侯刚. 钢铁. 1982(03)
博士论文
[1]CSP结晶器钢液流动及传热行为对薄板坯表面纵裂的影响[D]. 张晓峰.北京科技大学 2015
[2]中低碳微合金钢及C-Mn-Al（Si）高强钢的热变形行为研究[D]. 魏海莲.北京科技大学 2015
[3]薄板连铸坯的温度与应力状态的研究[D]. 陈登福.重庆大学 1997
本文编号：3005830
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