含铌钢异型坯连铸二冷制度的研究
发布时间：2021-10-16 16:27
H型钢是一种经济横截面型材,因与普通工字钢相比具有截面模数大、重量轻、节省金属等诸多优点,而广泛应用于机械制造、高层建筑、桥梁、海洋钻井平台、大型船舶等工程建设。在钢中加入适量的Nb能提高奥氏体再结晶温度,从而细化晶粒,大幅度提高钢的性能。但随着铌含量的增加,钢的高温塑性变差。且含铌钢异型坯因其横截面复杂,生产过程中比常规铸坯更容易产生裂纹缺陷。然而可以通过优化铸坯的冷却条件来调整铸坯的冷却速度和改善横断面的冷却均匀性,从而改善铸坯冷却状态,减少铸坯质量缺陷。因此,本文以国内某钢厂尺寸为450mm×350mm×90mm的连铸异型坯为研究对象,研究异型坯连铸的二冷制度对铸坯质量的影响规律。主要的研究内容和结果如下：（1）建立了二维异型坯连铸凝固传热数学模型和二冷水迭代计算模型。根据钢种的高温力学性能、冶金准则的要求,确定连铸二次冷却的目标温度曲线,以目标温度曲线为连铸凝固传热模型的二次冷却区的边界条件：利用二冷水迭代计算模型,计算出二冷各区换热系数经验公式h=1.57W0.55（1-0.0075Tw）/α中各区的α值,得到模型中内外弧二冷1至5区α值分别为：3.2912、2.8656、1...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 异型坯连铸发展概况
1.2 异型坯连铸的特点和关键技术
1.2.1 异型坯连铸的主要特点
1.2.2 异型坯连铸的关键技术
1.2.3 异型坯连铸技术的意义
1.3 异型坯质量缺陷
1.3.1 异型坯质量缺陷概述
1.3.2 异型坯典型缺陷防止措施
1.4 铌元素对异型坯质量的影响
1.5 异型坯连铸二次冷却模拟现状
1.5.1 铸坯凝固传热
1.5.2 异型坯凝固传热
1.5.3 铸坯变形行为
1.6 本课题研究内容及意义
第2章 异型坯凝固传热模型的建立
2.1 研究对象
2.2 模型的建立
2.2.1 模型假设
2.2.2 有限元传热模型
2.2.3 应力应变模型
2.2.4 二冷水迭代计算模型
2.3 模型初始条件和边界条件的确定
2.3.3 初始条件
2.3.4 边界条件
2.4 热物性参数的选取
2.4.1 铸坯密度
2.4.3 导热系数
2.4.4 比热和凝固潜热
2.4.5 弹性模量及泊松比
2.4.6 线性膨胀系数
2.4.7 其他参数的选取
第3章 含铌钢异型坯连铸二冷目标温度及配水
3.1 元素Nb对钢的高温塑性的影响
3.2 含Nb钢目标表面温度
3.3 典型钢种的二冷水表确定
3.3.1 Q345B钢种二冷水表的确定
3.3.2 SM490YB钢种二冷水表的确定
3.3.3 55C钢种二冷水表的确定
第4章 异型坯连铸热/力学行为模拟与分析
4.1 结果与讨论
4.1.1 温度场
4.1.2 坯壳厚度
4.1.3 横向温度均匀性
4.1.4 热应变分布
4.2 工艺参数的影响
4.2.1 拉速对温度分布的影响
4.2.2 拉速对热应变分布的影响
4.2.3 过热度对温度分布的影响
4.2.4 过热度对热应变分布的影响
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间获得成果
论文包含图、表、公式及文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]异型坯连铸技术及其研究现状[J]. 赵骥,陈伟,张玉柱. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(04)
[2]莱钢1#异型坯连铸的生产实践[J]. 李法兴,王新权,王立君,王刚. 冶金丛刊. 2009(02)
[3]连铸板坯应力应变场的二维/三维有限元分析[J]. 冯科,韩志伟. 铸造技术. 2009(03)
[4]中国钢铁工业的发展和技术创新[J]. 徐匡迪. 钢铁. 2008(02)
[5]连铸板坯轻压下过程压下率理论模型及其分析[J]. 林启勇,朱苗勇. 金属学报. 2007(08)
[6]高碳钢连铸板坯高温力学性能[J]. 王新华,朱国森,于会香,王万军. 北京科技大学学报. 2005(05)
[7]奥钢联近终形异型坯浇铸技术[J]. FRANZ Leingruber,CHRISTIAN Chimani,FRANZ Wimmer. 连铸. 2004(05)
[8]板坯连铸结晶器内温度/应力场耦合模型[J]. 张家泉,崔立新,陈志平,陈素琼. 北京科技大学学报. 2004(04)
[9]含铌微合金钢中铌的析出行为对晶粒细化的影响[J]. 薛春芳,胡贻苏. 冶金丛刊. 2004(04)
[10]铌对20MnSi钢奥氏体化和静态再结晶的影响[J]. 刘强,谢建新. 轧钢. 2002(06)
博士论文
[1]异型坯连铸过程中结晶器铜板及铸坯热力行为数值模拟研究[D]. 罗伟.重庆大学 2012
[2]连铸异形坯冷却过程模拟仿真及优化[D]. 徐海伦.重庆大学 2010
[3]H型钢异型坯表面裂纹和洁净度控制研究[D]. 陈伟.燕山大学 2009
[4]方坯连铸宏观传输现象复合数值模拟的研究[D]. 冯科.重庆大学 2004
硕士论文
[1]低合金高强度结构钢（Q345B）高温力学性能研究[D]. 宿成.内蒙古科技大学 2011
[2]喷嘴测试系统开发及南钢方坯连铸二冷制度优化[D]. 靳星.重庆大学 2007
本文编号：3440135
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 异型坯连铸发展概况
1.2 异型坯连铸的特点和关键技术
1.2.1 异型坯连铸的主要特点
1.2.2 异型坯连铸的关键技术
1.2.3 异型坯连铸技术的意义
1.3 异型坯质量缺陷
1.3.1 异型坯质量缺陷概述
1.3.2 异型坯典型缺陷防止措施
1.4 铌元素对异型坯质量的影响
1.5 异型坯连铸二次冷却模拟现状
1.5.1 铸坯凝固传热
1.5.2 异型坯凝固传热
1.5.3 铸坯变形行为
1.6 本课题研究内容及意义
第2章 异型坯凝固传热模型的建立
2.1 研究对象
2.2 模型的建立
2.2.1 模型假设
2.2.2 有限元传热模型
2.2.3 应力应变模型
2.2.4 二冷水迭代计算模型
2.3 模型初始条件和边界条件的确定
2.3.3 初始条件
2.3.4 边界条件
2.4 热物性参数的选取
2.4.1 铸坯密度
2.4.3 导热系数
2.4.4 比热和凝固潜热
2.4.5 弹性模量及泊松比
2.4.6 线性膨胀系数
2.4.7 其他参数的选取
第3章 含铌钢异型坯连铸二冷目标温度及配水
3.1 元素Nb对钢的高温塑性的影响
3.2 含Nb钢目标表面温度
3.3 典型钢种的二冷水表确定
3.3.1 Q345B钢种二冷水表的确定
3.3.2 SM490YB钢种二冷水表的确定
3.3.3 55C钢种二冷水表的确定
第4章 异型坯连铸热/力学行为模拟与分析
4.1 结果与讨论
4.1.1 温度场
4.1.2 坯壳厚度
4.1.3 横向温度均匀性
4.1.4 热应变分布
4.2 工艺参数的影响
4.2.1 拉速对温度分布的影响
4.2.2 拉速对热应变分布的影响
4.2.3 过热度对温度分布的影响
4.2.4 过热度对热应变分布的影响
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间获得成果
论文包含图、表、公式及文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]异型坯连铸技术及其研究现状[J]. 赵骥,陈伟,张玉柱. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(04)
[2]莱钢1#异型坯连铸的生产实践[J]. 李法兴,王新权,王立君,王刚. 冶金丛刊. 2009(02)
[3]连铸板坯应力应变场的二维/三维有限元分析[J]. 冯科,韩志伟. 铸造技术. 2009(03)
[4]中国钢铁工业的发展和技术创新[J]. 徐匡迪. 钢铁. 2008(02)
[5]连铸板坯轻压下过程压下率理论模型及其分析[J]. 林启勇,朱苗勇. 金属学报. 2007(08)
[6]高碳钢连铸板坯高温力学性能[J]. 王新华,朱国森,于会香,王万军. 北京科技大学学报. 2005(05)
[7]奥钢联近终形异型坯浇铸技术[J]. FRANZ Leingruber,CHRISTIAN Chimani,FRANZ Wimmer. 连铸. 2004(05)
[8]板坯连铸结晶器内温度/应力场耦合模型[J]. 张家泉,崔立新,陈志平,陈素琼. 北京科技大学学报. 2004(04)
[9]含铌微合金钢中铌的析出行为对晶粒细化的影响[J]. 薛春芳,胡贻苏. 冶金丛刊. 2004(04)
[10]铌对20MnSi钢奥氏体化和静态再结晶的影响[J]. 刘强,谢建新. 轧钢. 2002(06)
博士论文
[1]异型坯连铸过程中结晶器铜板及铸坯热力行为数值模拟研究[D]. 罗伟.重庆大学 2012
[2]连铸异形坯冷却过程模拟仿真及优化[D]. 徐海伦.重庆大学 2010
[3]H型钢异型坯表面裂纹和洁净度控制研究[D]. 陈伟.燕山大学 2009
[4]方坯连铸宏观传输现象复合数值模拟的研究[D]. 冯科.重庆大学 2004
硕士论文
[1]低合金高强度结构钢（Q345B）高温力学性能研究[D]. 宿成.内蒙古科技大学 2011
[2]喷嘴测试系统开发及南钢方坯连铸二冷制度优化[D]. 靳星.重庆大学 2007
本文编号：3440135
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3440135.html
