基于热力模拟的连铸坯中心缺陷预测模型研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要连铸，已经成为钢材生产的主要方法。连铸技术的应用，彻底的改变了钢冶炼车间的生产流程和物流控制，为车间生产的连续化、信息化的应用，以及为大幅改善环境和提高生产质量提供了条件。近年来，连铸技术在我国也得到了快速的发展。连铸过程工工艺条件的合理控制，对改善铸坯的凝固质量有着重要的意义。但是，许多关键技术和新技术，还需进一步的探索和研究。针对东北特钢北满轴承钢连铸，本文基于传统凝固过程数学模型，结合生产现场实测得到的铸坯表面温度结果，建立了适合实际工况条件的凝固过程数学模型。在此基础上，通过有限元软件Procast进行模拟计算，有针对性地模拟

2、分析了北满轴承钢连铸凝固过程，保证了计算的准确性。对于东北特钢北满轴承钢连铸，中心偏析、缩松缩孔是其常见质量缺陷。通常情况下，在凝固末端位置施加电磁搅拌、轻压下等可以有效的降低中心缺陷。本文根据计算结果，通过进一步研究发现，在现有设备条件下，难以同时施加两种凝固末端外场控制技术。所以，需要根据不同的情况，通过控制工艺条件来控制凝固末端位置，选择施加电磁凝固末端电磁搅拌或轻压下。本文针对凝固末端轻压下这一关键技术，基于传统的凝固过程热一力模型和凝固过程缺陷判据，提出了“轻压下对连铸坯中心缺陷作用量化模型”。该量化模型充分考虑了在凝固过程中，糊状区的压力状态、流动状

3、态对中心缺陷的影响，克服了传统的基于温度场得到的凝固判据无法描述糊状区压力和流动状态的不足，具有广泛的通用性和适用性。通过该量化模型，可以定量地评价轻压下的作用，合理地确定轻压下的位置，科学地指导和制定轻压下工艺。关键词：连铸；凝固末端；中心缺陷；轻压下；量化模型基于热力模拟的连铸坯中心缺陷预测模型研究StudyonTheQuantitativeModelofCenterlineDefectsBasedonNumericalSimulationofThermalandStressAbstractContinuouscasang’atechnologytoprod

4、ucesteelhasdevelopedrapidlytheseyearsbothindomesticandforeignfactory．It’sapplicationmakestheprocessofsteelmanufacturemofcefficient,moreconu'ollable．moreenvironmentalfriendly．Butmanykeytechniquesarenot牟鳓andneedopfmaiz蛳on．Aswellknown,theprocessofcontinuouscastingissocomplicatedthatthet

5、raditionalmathematicalmodelofsolidificationneedsoptimization．Basedonthedatameasuredfromtheline，anewsuitablemodelforthespecificprocessisproved．Consequently，thesolidificationprocessofthebilletaffeel[cI：lbytheprocessparameterssuch勰castingspeed,Mouldingtemperature．coolingwaterareanalyzed

6、．Centerlineshrinkageandsegregationarethemaindefectsofcontinuouscastingbillet．Theelectromagneticstirring(EMS)andsoftreduction(SR)appliedonthefinalstageofsolidificationhaveobviouseffectsonimprovingtheinteriorqual毋．However,accordingtothenumericalsimulation,theycouldnotapplysimultaneousl

7、yresuictedbytheequipments．Inthispaper,basedonthermal—stressmodelsandshrinkagecriterionfunctions．ane’^rquantitativemodelisproposed．Compared、硝也thetraditionalcriterionfunctions．suchasNiyamacriterionfunction,ittakesintoaccountmushyzone’spressureandfluid,whichcouldimprovetheprocessofsolid

8、ificationand