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条形材铸轧区温度场分布及气隙对铸轧过程的影响

作者：任志峰 Publish: 2007-9-17 Hits:-

【中文题名】

条形材铸轧区温度场分布及气隙对铸轧过程的影响

【英文题名】

【学科专业】

钢铁冶金

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-17

【中关键词】

条形材铸轧,传热,温度场,物理模拟,数值模拟,

【英关键词】

bar casting combine rapid cooling,heat transfer,temperature field,physical simulation,numerical simulation,

【分类导航】

工业技术>金属学与金属工艺>铸造>特种铸造>连续、半连续铸造>

【论文摘要】

条形材铸轧技术作为冶金及材料研究领域内的一项前沿技术,是一项将快速凝固和变形结合在一起的技术。该技术属于冶金成形技术领域,具体涉及一种可用于液态金属直接浇铸单线或双线条形材双辊式连续铸轧新工艺。目前,金属条形材的传统生产方式多采用连铸→开坯→粗轧→中轧→精轧→连轧→卷曲或切定尺等多道工艺生产而成的条形材。这种旧的生产工艺生产成本高,占地面积大,车间跨度大,增加了设备投资和整体工程造价。本技术有效地缩短了生产流程,降低了机组的制造成本,吨价消耗费用大幅降低,成品组织和性能可得到明显改善。由于铸轧速度的提高,铸轧区内金属的流变行为被强化,高温液-固流变更为突出,在液-固临界点迅速进入强力轧制,对于这种状态下铸轧区温度场的研究还是较少,其间条形材的热力学行为亦难以用传统的规律来分析。为了能准确认识快速铸轧中的一些新现象和建立条形材生产过程中最优工艺系统,对极为强化的条形材铸轧过程温度场基本规律的研究己是十分迫切的需要。本文在总结板带铸轧技术研究现状的基础上,结合连续铸轧特点,利用有限元法研究了成型界面的传热机理、多重耦合机制下的系统传热规律以及高梯度温变成型界面的传热特点,在Gleeble-15...

【论文题纲】

摘要	6-7
Abstract	7-9
第一章绪论	9-17
1.1 课题来源、研究目的及意义	9-12
1.2 传统连续铸轧技术的发展与快速铸轧技术的开发	12-17
1.2.1 双辊连续铸轧技术的发展历史及现状	12-14
1.2.2 快速铸轧技术的开发	14-17
第二章条形材连续铸轧过程中的传热分析	17-33
2.1 数值模拟传热学基础	17-18
2.1.1 传热的基本方式	17-18
2.1.2 热传导解析常用数值计算方法	18
2.2 条形材连续铸轧过程中液固传热的基本方程	18-23
2.2.1 连续铸轧的传热特点	18-19
2.2.2 广义条件下的导热偏微分方程	19-23
2.3 条形材铸轧系统温度场的传热模型与边界条件	23-26
2.3.1 铸轧辊辊套温度场传热模型和边界条件	23-24
2.3.2 条形材温度场的传热模型和边界条件	24-26
2.4 数学模型建立中几个重要问题的处理	26-33
2.4.1 液/固界面控制方程	26-27
2.4.2 绝热线的确定	27-29
2.4.3 金属流体与铸轧辊表面接触热阻的确定	29-33
第三章气隙对铸轧过程的影响	33-44
3.1 金属凝固过程中界面接触热阻	33-39
3.2 气隙对接触载荷的影响	39-42
3.3 气隙对传热的影响	42-44
第四章条形材双辊铸轧传热的数值模拟	44-59
4.1 条形材铸轧基本的物性参数	45-49
4.2 铸嘴角度对不同条形材凝固过程的影响	49-59
4.2.1 网格划分情况和铸嘴位置	50-52
4.2.2 铸嘴角度对凝固点的影响	52-53
4.2.3 铸嘴角度对铸轧区温度场的影响	53-59
第五章热模拟实验部分	59-70
5.1 实验设备	59-61
5.2 2A12T4 铝合金热模拟实验	61-70
5.2.1 试件材料的化学成分	61
5.2.2 试件制作工艺及形状尺寸	61-63
5.2.3 试验参数	63
5.2.4 试验过程	63-65
5.2.5 试验结果与分析	65-70
结论	70-72
参考文献	72-75
研究生期间所发表的论文及参加的科研项目	75-76
致谢	76

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.72298



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