Mn18Cr18N空心钢锭凝固过程模拟研究
发布时间：2021-04-02 16:36
近年来,随着我国核电、石油化工等行业的快速发展,大型筒形件的制造技术越来越受到人们的重视。与采用实心钢锭制造筒形件的传统制造工艺相比,采用空心钢锭直接成形的制造技术省去了镦粗、冲孔等多道加工环节,既节约了能源,又提高了材料的利用率。随着凝固数值模拟技术的完善和凝固软件的开发,实现了在实验室内就可以对大型空心钢锭的凝固过程进行分析,探究影响空心钢锭凝固过程的因素,为实际生产中获得高质量的空心钢锭提供了保障。本文主要内容如下:（1）运用ProCAST软件对65t空心钢锭的凝固过程进行模拟计算,分析了内壁界面换热系数对最终凝固位置的影响,得到实际生产最终凝固位置为35%时的边界条件。（2）对4.2t Mn18Cr18N空心钢锭的凝固过程进行了模拟研究,采用与65t空心钢锭相同的锭型、浇注方式和边界条件,分析浇注温度和浇注速度对显微缩松的影响规律。模拟结果表明,凝固结束后在冒口根部下方靠近内壁处出现长条状的显微缩松,并随着浇注温度和浇注速度的增大呈现增大的趋势。得到浇注温度为1415℃,浇注速度为25kg/s的“低温慢注”的合理浇注工艺。在最佳的参数下,分析了空心钢锭凝固过程中温度场和固相率的...
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空心钢锭传统生产工艺Fig.1.1Traditionalproductionprocessofhollowingot
-底盘 2-钢锭模 3-芯子 4-气流通道 5-保护渣 6-外套筒 7-内套筒 8-耐火材料 9-钢10-通气管 11-气流通道 12-冷却气体 13-上升孔图 1.2 川崎制铁空心钢锭制造技术示意图Fig.1.2 Schematic drawing of manufacturing technology for hollow ingot invented byKawasaki Steel国的克罗索公司发明了一种单套筒式的芯子。芯子由外套筒和中空芯轴组中直接与钢水接触，凝固结束后与钢锭粘接在一起，经过后期锻造加热进空芯轴与外层套筒之间形成冷却通道，同时起到支撑芯子的作用，如图 1却气体可以是空气、惰性气体的混合物，也可以是单一气体，可以通过调流量和各气体成分的相对含量来控制冷却强度[14]。
-钢锭模 3-芯子 4-气流通道 5-保护渣 6-外套筒 7-内套筒 8-耐火材料10-通气管 11-气流通道 12-冷却气体 13-上升孔图 1.2 川崎制铁空心钢锭制造技术示意图.2 Schematic drawing of manufacturing technology for hollow ingot inventeKawasaki Steel罗索公司发明了一种单套筒式的芯子。芯子由外套筒和中空芯与钢水接触，凝固结束后与钢锭粘接在一起，经过后期锻造加与外层套筒之间形成冷却通道，同时起到支撑芯子的作用，如可以是空气、惰性气体的混合物，也可以是单一气体，可以通各气体成分的相对含量来控制冷却强度[14]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]合金凝固过程中显微组织演化的元胞自动机模拟[J]. 朱鸣芳,汤倩玉,张庆宇,潘诗琰,孙东科. 金属学报. 2016(10)
[2]基于CAFE模型研究过冷度/形核数对H13钢微观组织的影响[J]. 邓力群,邹树梁,唐德文,谢宇鹏,张德,袁联雄. 铸造技术. 2016(09)
[3]大型空心钢锭的生产实践[J]. 来庆红,田丰,谢全胜,张腾飞. 热加工工艺. 2016(13)
[4]帽部传热条件对钢锭缩松影响的数值模拟[J]. 艾新港,张书豪,曹震,李胜利,王国承,刘海啸,孟凡童. 特种铸造及有色合金. 2015(11)
[5]Niyama判据预测大型铸钢件旋回破碎机横梁缩孔缩松缺陷[J]. 李荣德,张子慧,向青春,曲迎东,杨桂星,邱克强. 铸造技术. 2015(05)
[6]空心钢锭制造技术发展现状[J]. 郭显胜,田丰,杜旋,祁一星,梁贤淑. 大型铸锻件. 2015(02)
[7]环件铸造工艺数值模拟及试验[J]. 王明礼. 轴承. 2014(12)
[8]空心钢锭的制造技术[J]. 郭丰伟,李巳甲,王庆辛,田继红,刘建生. 机械工程与自动化. 2014(05)
[9]大钢锭凝固界面换热系数的数值模拟[J]. 兰鹏,张家泉. 钢铁研究学报. 2014(08)
[10]合金凝固过程元胞自动机模型及模拟方法的发展[J]. 赵九洲,李璐,张显飞. 金属学报. 2014(06)
博士论文
[1]铸造合金的微观组织模拟[D]. 丁恒敏.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]空心钢锭凝固过程的温度场模拟[D]. 李昊.沈阳大学 2015
[2]基于CA法的连铸小方坯凝固微观组织模拟[D]. 赵元榕.东北大学 2011
[3]42CrMo环件铸造凝固过程的数值模拟与实验研究[D]. 赵磊.太原科技大学 2011
[4]大型铸钢件凝固过程数值模拟参数值优化[D]. 李建强.哈尔滨工业大学 2011
[5]大型钢锭凝固过程的数值模拟与实验装置研究[D]. 亓俊杰.重庆大学 2010
[6]金属型铸造凝固过程铸件/铸型界面换热系数的研究[D]. 竹励萍.天津理工大学 2009
本文编号：3115591
【文章来源】：太原科技大学山西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空心钢锭传统生产工艺Fig.1.1Traditionalproductionprocessofhollowingot
-底盘 2-钢锭模 3-芯子 4-气流通道 5-保护渣 6-外套筒 7-内套筒 8-耐火材料 9-钢10-通气管 11-气流通道 12-冷却气体 13-上升孔图 1.2 川崎制铁空心钢锭制造技术示意图Fig.1.2 Schematic drawing of manufacturing technology for hollow ingot invented byKawasaki Steel国的克罗索公司发明了一种单套筒式的芯子。芯子由外套筒和中空芯轴组中直接与钢水接触，凝固结束后与钢锭粘接在一起，经过后期锻造加热进空芯轴与外层套筒之间形成冷却通道，同时起到支撑芯子的作用，如图 1却气体可以是空气、惰性气体的混合物，也可以是单一气体，可以通过调流量和各气体成分的相对含量来控制冷却强度[14]。
-钢锭模 3-芯子 4-气流通道 5-保护渣 6-外套筒 7-内套筒 8-耐火材料10-通气管 11-气流通道 12-冷却气体 13-上升孔图 1.2 川崎制铁空心钢锭制造技术示意图.2 Schematic drawing of manufacturing technology for hollow ingot inventeKawasaki Steel罗索公司发明了一种单套筒式的芯子。芯子由外套筒和中空芯与钢水接触，凝固结束后与钢锭粘接在一起，经过后期锻造加与外层套筒之间形成冷却通道，同时起到支撑芯子的作用，如可以是空气、惰性气体的混合物，也可以是单一气体，可以通各气体成分的相对含量来控制冷却强度[14]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]合金凝固过程中显微组织演化的元胞自动机模拟[J]. 朱鸣芳,汤倩玉,张庆宇,潘诗琰,孙东科. 金属学报. 2016(10)
[2]基于CAFE模型研究过冷度/形核数对H13钢微观组织的影响[J]. 邓力群,邹树梁,唐德文,谢宇鹏,张德,袁联雄. 铸造技术. 2016(09)
[3]大型空心钢锭的生产实践[J]. 来庆红,田丰,谢全胜,张腾飞. 热加工工艺. 2016(13)
[4]帽部传热条件对钢锭缩松影响的数值模拟[J]. 艾新港,张书豪,曹震,李胜利,王国承,刘海啸,孟凡童. 特种铸造及有色合金. 2015(11)
[5]Niyama判据预测大型铸钢件旋回破碎机横梁缩孔缩松缺陷[J]. 李荣德,张子慧,向青春,曲迎东,杨桂星,邱克强. 铸造技术. 2015(05)
[6]空心钢锭制造技术发展现状[J]. 郭显胜,田丰,杜旋,祁一星,梁贤淑. 大型铸锻件. 2015(02)
[7]环件铸造工艺数值模拟及试验[J]. 王明礼. 轴承. 2014(12)
[8]空心钢锭的制造技术[J]. 郭丰伟,李巳甲,王庆辛,田继红,刘建生. 机械工程与自动化. 2014(05)
[9]大钢锭凝固界面换热系数的数值模拟[J]. 兰鹏,张家泉. 钢铁研究学报. 2014(08)
[10]合金凝固过程元胞自动机模型及模拟方法的发展[J]. 赵九洲,李璐,张显飞. 金属学报. 2014(06)
博士论文
[1]铸造合金的微观组织模拟[D]. 丁恒敏.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]空心钢锭凝固过程的温度场模拟[D]. 李昊.沈阳大学 2015
[2]基于CA法的连铸小方坯凝固微观组织模拟[D]. 赵元榕.东北大学 2011
[3]42CrMo环件铸造凝固过程的数值模拟与实验研究[D]. 赵磊.太原科技大学 2011
[4]大型铸钢件凝固过程数值模拟参数值优化[D]. 李建强.哈尔滨工业大学 2011
[5]大型钢锭凝固过程的数值模拟与实验装置研究[D]. 亓俊杰.重庆大学 2010
[6]金属型铸造凝固过程铸件/铸型界面换热系数的研究[D]. 竹励萍.天津理工大学 2009
本文编号：3115591
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