连铸小方坯凝固过程微观组织演变的数值模拟

发布时间：2024-02-16 00:30

　　本研究以中碳钢连铸小方坯是初始凝固为研究对象,模拟钢液在结晶器内凝固过程,分别从拉速和过热度两方面来探究工艺条件对连铸小方坯质量的影响,同时结合耦合模型模拟连铸坯出结晶器横截面枝晶的微观组织形貌。随后基于元胞自动机法,采用C++6.0编程软件对碳钢结晶器壁面处初始凝固一次枝晶的生长进行了模拟计算,最后将计算结果进行可视化处理来分析了其枝晶生长的演变过程。研究结果表明:随着拉速和过热度的增加均能导致出结晶器的中碳钢初始坯壳厚度的减小,过热度每增加1℃,坯壳厚度平均下降0.0825 mm,拉速每增加1 m/min,坯壳厚度平均下降3.146 mm。但相比之下,过热度影响较小,拉速的改变对坯壳厚度影响较大。同时,过热度的降低能使柱状晶更加细密,有利于提高铸坯的质量,而拉速的改变对柱状晶的影响比较小。最后,在拉速为2.4 m/min下模拟计算得出过热度每增加1℃,其二次枝晶臂间距平均增加0.05μm,所以在实际工艺中应选取较低的过热度和合理的拉速,这样有助于提高连铸效率。随着过冷度的增加,一次枝晶的生长速度明显提高,并且当枝晶的生长时间为0.02 s时出现一次枝晶臂,当生长时间为0.04 s时...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1连铸机结构图

续铸钢的基本概念续铸钢，简称连铸，就是指在炼钢过程完成以后，首先将液态钢水到中间包内，然后再把装有液态钢水的中间包转移到结晶器上，中钢水会由滑动水口直接流入结晶器里面，受到结晶器内部冷却水的，导致紧贴结晶器壁的液态高温钢水迅速形成一定宽度的初始坯壳坯装置拉出，再经过二冷区继续冷却....

图1-2凝固过程中连铸坯断面晶粒结构图

图1-2凝固过程中连铸坯断面晶粒结构图织模拟的研究方法究中，大部分学者都是通过直接观察凝固后的连铸研究凝固过程微观组织，这种方法通过已知结果反态研究。近些年，研究者们已开发出了多种以数值织研究方法，这些方法有：确定法(Determini相场法（Phase-FieldMode....

图1-3CA模型示意图

连铸小方坯凝固过程微观组织演变的数值模拟散的，单个元胞的状态主要取决于相邻图，从图可得，此模型采用的二维网格划影响周围的四个元胞（1至4）状态，胞的状态，以此规律一直往下扩散生长

图1-4网格划分方式

1-3为CA模型示意图，从图可得，此模型采用的二维网格划分方式为四边形，心元胞A的状态会影响周围的四个元胞（1至4）状态，同时这四个元胞又影响到其各自周围元胞的状态，以此规律一直往下扩散生长。图1-3CA模型示意图图1-4为二维直角坐标系下元胞网格常用....

本文编号：3900508