一、弯月面的热分析——评价板坯表面质量的工具（论文文献综述）
郭军力[1]（2020）在《基于粗糙度的包晶钢初始凝固收缩表征及裂纹敏感性研究》文中指出表面纵裂纹是包晶钢连铸坯的一种质量缺陷,纵裂纹的发生与钢水初始凝固时的包晶转变收缩程度有关。针对钢的初始凝固收缩,目前以研究成分变化的影响为主,但从实际的浇铸过程看,钢水凝固是在非平衡条件下进行的,冷却速率同样会对钢的包晶转变收缩及裂纹形成产生影响。因此,有必要针对非平衡条件下钢的包晶转变收缩及裂纹敏感性变化进行研究,为控制包晶钢连铸坯表面纵裂纹的发生提供理论和技术指导。本文从钢的包晶转变收缩表征方法入手,通过对相变收缩褶皱、表面粗糙度及收缩应变指数的分析,提出了表征包晶转变收缩的新方法。根据初始凝固、包晶转变及表面粗糙度的变化,研究了凝固过程中包晶转变收缩的变化规律。基于表面粗糙度对包晶转变收缩程度的反映,分析了连铸坯裂纹敏感性。另外,依靠表面粗糙度实验,对现有连铸钢碳当量公式进行了评估分类,为分析不同冷却条件下连铸钢碳当量提供参考。包晶钢凝固过程中包晶转变（δ→γ）引起了初始凝固表面粗糙度变化。钢样经过两段式冷却凝固后,通过对比表面凸起晶粒上的表面粗糙度和包晶转变收缩指数变化,发现表面粗糙度变化能够反映包晶转变收缩的改变。钢种成分和冷却速率变化对表面粗糙度大小有影响。表面粗糙度实验具有结果可重现、误差小及可在大冷却速率下进行等特点。基于上述研究结果,本论文首次提出使用表面粗糙度表征钢的包晶转变收缩程度。结合包晶钢凝固过程和表面粗糙度变化,分析了冷却速率对0.10%C钢初始凝固和包晶转变收缩的影响。结果表明,冷却速率由5℃/s增加到20℃/s时,冷却速率的提高引起局部凝固前沿碳溶质堆积,降低了凝固速率,并导致液相凝固滞后。与此同时,大量过冷的δ相在裂纹脆性温度区间发生快速相变,增大了初始凝固收缩程度。快速相变发生时,δ相中存在高的碳浓度梯度、高的温度梯度和大的过冷度。冷却速率在2.5℃/s～80℃/s之间变化时,包晶转变收缩（表面粗糙度）随冷却速率的增加呈先增大后减小的趋势,这一收缩规律为减少包晶钢连铸坯表面纵裂纹提供了两种思路:一种是目前传统连铸包晶钢时采用的缓冷策略,通过低冷却速率来减小包晶转变收缩;另一种是采用强冷模式,通过大幅提高凝固初期的冷却速率来降低包晶转变收缩和钢的裂纹敏感性。通过碳当量、冷却速率和表面粗糙度之间的数学模型,对不同凝固条件下钢的表面粗糙度进行预测,并根据表面粗糙度与包晶转变收缩之间的关系分析了碳钢的裂纹敏感性。依据表面粗糙度（Ra）的大小将钢的裂纹敏感性分为三类:当Ra小于22μm时,钢的裂纹敏感性较弱;当Ra在22μm～28μm之间时,钢的裂纹敏感性一般;当Ra大于28μm时,钢的裂纹敏感性强。基于表面粗糙度的预测分析与铸坯裂纹统计结果相吻合,分析过程同时考虑了合金成分和冷却速率的影响,与其它方法相比,该方法能适应不同的连铸工艺条件（冷却速率）,为钢种设计、连铸机参数调整和连铸保护渣的选择提供参考依据。借助表面粗糙度实验对现有连铸钢碳当量公式进行评估,并根据不同冷却条件推荐了相应的碳当量计算公式。平衡状态下分析碳当量时,推荐使用Howe1993、BSSTC和Yasumoto公式。传统连铸生产时确定碳当量,建议采用Presoly公式,该式可分析硅、锰和铝含量较高的钢。薄板坯连铸生产时计算碳当量,可使用新拟合的碳当量公式:CE=[%C]-0.044[%Si]+0.039[%Mn]+0.023[%Ni]-0.004[%Mo]-0.01[%S]+0.04[%P],裂纹敏感区间的碳当量为0.10%～0.17%。
宁勤恒[2]（2019）在《Q345钢板坯连铸凝固过程数值模拟及工艺优化研究》文中研究表明连铸坯的质量缺陷是制约连铸高效率和高质量化发展的重要因素,其对后续产品的质量和使用性能具有较大影响,而连铸坯质量缺陷的产生与其在结晶器段和二冷段内的连铸凝固过程密切相关。本文针对国内某钢铁公司生产的Q345钢板坯出现裂纹等质量缺陷问题,为了提高板坯质量,对其在结晶器段和二冷段内的连铸凝固过程展开了研究。本文通过建立连铸数值模型,主要对Q345钢板坯在连铸凝固过程中的表面温度、固相率及坯壳厚度、凝固末端液芯形状和凝固组织进行数值模拟分析。主要研究内容及结果如下:（1）通过高温拉伸试验研究了Q345钢在700℃～1200℃温度范围内的塑性变化规律,以此确定了矫直段内Q345钢板坯表面的合理温度范围。结果表明:随着温度的升高,Q345钢的断面收缩率先减小后增大再减小,其高塑性温度区间为947℃～1200℃,矫直段内板坯表面的合理温度范围为947℃～1100℃。（2）对现行连铸工艺下的Q345钢板坯连铸凝固过程进行了研究,同时对模型计算结果的可靠性进行了验证。结果表明:局部区域内的板坯表面温度、降温幅度和回温幅度过大;矫直段内的表面温度小于947℃,处于Q345钢的低塑性温度区间;液芯长度过大;凝固末端液芯形状为不合理的“w”型;这均容易导致板坯出现裂纹等质量缺陷。二冷十区的板坯内弧面中部温度模拟结果和现场实测温度误差≤3.4%,模拟的凝固组织和实际凝固组织非常吻合,验证了模型计算结果的正确性。（3）针对现行连铸工艺下存在的问题,采用反算法对Q345钢板坯的连铸二冷段喷水量进行了优化设计。结果表明:二冷段喷水量优化后,板坯表面温度沿拉坯方向变化平缓,矫直段内的板坯表面温度大于947℃,处于Q345钢的高塑性温度区间;凝固末端液芯形状为长“一”字型,液芯长度处在21±0.5m范围内;凝固组织等轴晶率比优化前略有减小,但仍大于30%,其连铸凝固过程均符合连铸冶金准则或目标要求。（4）在二冷段喷水量优化后的连铸工艺基础上,研究了工艺参数（拉坯速度、浇注温度、二冷段喷水量）偏差对Q345钢板坯连铸凝固过程的影响。结果表明:①在-0.2m/min～+0.2m/min的拉坯速度偏差范围内,拉坯速度偏差对板坯表面温度、固相率及坯壳厚度的影响较大,偏差值每增大0.1m/min,板坯表面温度升高30℃～40℃,液芯长度增加约3m,结晶器出口处的坯壳厚度平均减小1.5mm。②在-10℃～+30℃的浇注温度偏差范围内,浇注温度偏差对板坯凝固组织的影响较大,平均晶粒尺寸由-10℃时的1.772mm增大至+30℃时的1.937mm,等轴晶率由-10℃时的38.8%降低至+30℃时的27.7%。③在-0.2倍～+0.2倍的二冷段喷水量偏差范围内,二冷段喷水量偏差对板坯表面温度的影响较大,偏差值每增大0.1倍,板坯表面温度降低10℃～28℃。④在多因素耦合变化的实际生产中,为保证板坯的质量,应将拉坯速度、浇注温度、二冷段喷水量的偏差范围分别控制在-0.01m/min～+0.01m/min、-8℃～+15℃、-0.07倍～+0.07倍。
黄旭[3]（2019）在《宽厚板结晶器钢液流动及传热凝固耦合行为数值模拟研究》文中进行了进一步梳理结晶器内的钢液流动、传热、凝固间的耦合行为直接影响钢的纯净度、质量以及坯壳内部的形状,因此,研究结晶器内的钢液流动及传热凝固规律,对于获得良好的铸坯质量、提高连铸生产效率以及洁净钢的生产具有重要意义。本文以宽厚板连铸结晶器为研究对象,采用顺序耦合模拟法,建立了钢液流动及传热凝固耦合三维数学模型,钢液流动采用高雷诺数标准k-ε模型,流动及传热凝固耦合采用低雷诺数湍流和凝固熔化模型,为解决两相区内动力源项和潜热源项综合非线性特征对钢液凝固传热的影响,采用FLUENT中二次开发功能将热浮力和凝固潜热源项加载到求解器当中,并选择更加合理的传热边界条件,从而实现结晶器内钢液两相区流热固耦合过程。本文重点研究了水口结构和连铸工艺参数与结晶器钢液流动的联系,探究了钢液流动及传热凝固耦合行为规律。首先通过求解钢液流动方程,分析结晶器内钢液流场特征,考察水口浸入深度、倾角和拉速等参数对流场的作用。结果表明:铸机拉速影响流场整体流速,水口倾斜度影响回流区大小,水口浸入深度影响冲击深度;拉速为1.0m/min,水口深度为140mm～170mm,倾斜度为-15°～-20°时,流场整体流速较为稳定。基于流动行为的研究,然后将收敛的流动方程计算结果作为传热凝固的初始条件,同时加载热浮力和凝固潜热源项,探讨钢液流动及传热凝固耦合行为。结果表明:距结晶器底部600mm传热受钢液流动影响显着,钢液冲击坯壳速度越大,相应位置凝壳越薄,距结晶器顶端400～800mm区域存在高速冲刷区,要重点监测结晶器600mm以上的区域以防止钢液流动传热抑制初生凝壳生长;宽面坯壳增长最快,角部最慢,出口坯壳分布呈现中间厚边缘薄分布,需要测量边角距窄面40mm处凝壳厚度。最后对比分析拉速和钢液浇注温度等工艺参数对结晶器整体热流分布、铸坯特征点温度场变化与凝固坯壳生长的影响。研究发现,拉速每增加25%,热流平均增加16.3%,出口铸坯温度平均升高45K,坯壳厚度平均减薄3.4mm;过热度每增加15K,热流平均增加6.5%,出口铸坯温度平均升高19K,坯壳减薄3%～4%,说明拉速对铸坯凝固传热的影响比浇注温度更显着。所以,为使坯壳厚度满足冶金原则,拉速应选在0.8～1.0m/min,控制钢液过热度在20～30K。
傅卫[4]（2018）在《铜结晶器激光熔覆双梯度涂层制备及热力行为研究》文中研究指明铜结晶器作为连铸设备中的核心部件,其性能和寿命对连铸生产的稳定顺行至关重要。在结晶器铜板表面制备涂层是延长结晶器使用寿命的重要途径之一,但当前生产中广泛应用的结晶器镀层因局部过早失效主要表现为上部涂层热裂甚至剥落、下部涂层磨损以及铜板变形等,已越来越无法满足高效连铸生产的性能需求及环保要求。激光熔覆技术被认为是制备冶金结合且高质量结晶器铜板表面涂层的一种新兴绿色环保工艺,但是由于铜合金的高热导率及对激光的高反射率等特性,使得如何大面积制备与铜基材界面相容性好、可靠冶金界面连接、无裂纹等缺陷且具有良好使用性能的涂层仍是目前需要解决的难题。结晶器铜板的首要功能是作为冷凝器的结晶器系统的一个部件,铜板表面涂层的制备势必影响整个冷却系统的传热和受力状态。因此,研究了解涂层本身对系统热力行为的影响是结晶器铜板涂层制备的前提,基于研究结果反过来指导涂层的设计。课题建立铜结晶器温度场和应力场有限元耦合计算数值模型,研究不同涂层材质、涂层厚度以及非等厚涂层设计对结晶器铜板传热及热应力的影响规律,结果表明,结晶器铜板工作涂层表面具有不均匀的温度场和应力分布,弯月面附近承受最高的表面温度和热应力。结晶器铜板涂层表面温度随涂层厚度增加而明显增加,且导热性能越差的材质表面温度随厚度增加增长越快。等效热应力最大值出现在涂层表面,涂层表面承受热应力要高于涂层与基体结合面的热应力;且在弯月面以下随着高度的降低,等效应力值随之发生显着降低。根据结晶器铜板工作涂层表面温度场及应力场的分布特点以及涂层结构设计对其的影响规律,结合结晶器表面不同区域表现的不同失效形式,提出对结晶器铜板热面沿拉坯方向进行分区涂层设计,使涂层硬度与厚度梯度变化,以使各区域获得大致相同使用寿命的设计思想。结晶器热面上部区域制备0.6-0.8 mm厚度的低硬度Co基合金涂层,可保证铜结晶器弯月面附近区域良好的传热,热面最高温度在350℃以下;中部区域制备1 mm厚度的中等硬度Co基合金涂层,在铜结晶器热面高度方向上形成良好的传热及耐磨性过渡;下部区域制备2 mm厚度的高硬度Co基合金涂层,保证下部涂层的高耐磨性能。通过对铜合金表面激光熔覆制备涂层的材料、工艺方法和涂层结构进行设计解决了目前在研发及生产中难于在铜合金表面大面积制备可靠冶金界面连接且无缺陷的激光熔覆涂层的难题。采用光纤耦合输出半导体激光器,常温下对铜合金表面预置的0.4 mm纯镍镀层进行激光重熔,功率4200 W,扫描速度10 mm/s,搭接率30%时可获得较优的无缺陷且可靠冶金结合的涂层。镍镀层的预置和半导体激光的应用降低了铜基表面涂层制备的难度;预置镍镀层由重熔前的γ-Ni转变为重熔后的（Ni,Cu）固溶体是保证新涂层与铜合金基体良好的界面相容性和可靠界面冶金结合的基础。此外,激光重熔层硬度约为135 HV0.05,稍高于CuCrZr基体的硬度,这种硬度平滑过渡的分布有利于缓解熔合界面的应力,为后续梯度强化涂层的制备奠定了基础。在激光重熔打底层上采用激光熔覆同步送粉法依次制备钴基过渡层和工作层获得无缺陷的梯度复合涂层。涂层组织成分和硬度的梯度变化缓解了涂层激光熔覆制备过程的热应力,避免了激光熔覆层裂纹的产生。所获激光熔覆梯度复合涂层具备良好的抗热疲劳及高温热稳定性能。其常温及高温销盘式摩擦磨损性能均远高于工业中成熟应用的结晶器铜板NiCo镀层,相对耐磨性为其10倍以上。激光熔覆涂层磨损机制表现为微切削“犁沟”状的磨粒磨损。为降低多层多道激光熔覆过程中的应力水平以避免涂层制备中的开裂现象,研究了熔覆工艺路径、单层熔覆厚度等对平板激光熔覆涂层应力的影响。并采用单元生死法数值模拟分析多层多道激光熔覆过程的应力场,研究分析了多层多道激光熔覆过程中热应力演变、分布与变形情况。结果表明,激光熔覆层残余应力为拉应力,且沿熔覆焊道方向残余拉应力远大于垂直焊道方向的残余拉应力;试件背部残余应力同样为拉应力。单层激光熔覆厚度的增加导致涂层及背部基材残余应力均明显增大。激光熔覆前对基材进行约2 mm拱度的预变形对涂层残余应力影响并不明显,但显着降低了试件背部残余应力。五种多层多道激光熔覆路径设计方案中,对待熔覆区分区堆焊且各分区间及子区域内多层熔覆层扫描路径垂直交叉熔覆的情况下,可有效降低激光熔覆层的残余应力,所得激光熔覆涂层残余应力水平最低。熔覆结束并充分冷却后板材产生沿长度中线方向的向上翘曲变形;熔覆层表面纵向拉应力大于横向拉应力及厚度方向应力,纵向塑性变形是产生熔覆层裂纹的主要原因。基于以上的涂层设计思想、新型涂层制备工艺及优化的熔覆路径,制作连铸铜结晶器实物,并进行工程上机验证,其过钢量从当前钢铁行业广泛应用的NiCo镀层结晶器的5万吨提高到18万吨,大幅度降低了生产成本。
杨帆[5]（2019）在《电磁场作用下连铸保护渣润滑行为解析》文中认为连铸保护渣在传统连铸生产过程中发挥着绝热保温、防止钢液氧化、吸收夹杂、润滑和传热等作用。特别是润滑功能,对铸坯质量和连铸顺行尤为重要。软接触电磁连铸是一种新的钢坯连铸技术,该技术的提出使无缺陷铸坯的生产成为可能,可满足铸坯连铸连轧对铸坯质量的要求。但应用该技术后,连铸结晶器内钢液弯月面会发生变形、保护渣通道变宽,使得保护渣渣液渗流畅通,必然会改善铸坯的润滑条件,减轻其表面振痕和裂纹。因此,围绕电磁场作用下结晶器与铸坯间保护渣润滑行为展开系统研究,进一步完善软接触电磁连铸理论,推进软接触电磁连铸技术的产业化进程。通过研究电磁场对连铸保护渣黏度、热流及矿相的影响,发现施加磁场后,保护渣黏度增大,平均热流密度增大;保护渣晶体析出种类未发生改变,但是晶体析出量或生长发生了变化。利用分子动力学软件分析了CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系的熔渣结构在有、无磁场及不同磁场强度下的变化,研究了电磁场对保护渣微结构的影响。结果发现,磁场的作用影响了熔渣的结构,而对熔渣中分子、原子的堆叠方式没有产生太大影响,磁场强度越大,无序状态的离子团增多,熔渣黏度降低。通过构建软接触结晶器电磁场分布及焦耳热数学模型,探明了电磁场在结晶器内的衰减规律与电磁力、电磁压力及产生焦耳热的大小,以此研究对润滑行为的影响。通过建立焦耳热作用下软接触结晶器内钢液凝固传热数学模型,探明了有焦耳热作用时钢液与坯壳的传热、坯壳与结晶器的传热、结晶器与冷却水之间的传热、冷却水带走的热量以及有、无焦耳热时钢液单位时间放出的总热量和平均热流。建立了高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型,应用该模型研究了电磁场作用下渣道宽度、弯月面高度、渣道动压、渣耗、摩擦力等对保护渣润滑行为的影响。结果发现,磁场的作用拓宽了保护渣渣道宽度,增大了弯月面高度,减小了因结晶器振动而产生的正压和负压,增大了渣耗量及减小了铸坯与结晶器之间的总摩擦力,使初始凝固点下移,改善了铸坯与结晶器之间的润滑。根据研究磁场强度的最佳值为40mT左右。图60幅;表26个;参105篇。
杨杰[6]（2018）在《高锰高铝钢连铸结晶器的润滑特性与传热行为研究》文中研究表明连铸过程中,源起于结晶器内的铸坯表面缺陷严重影响了连铸生产效率和铸坯质量。结晶器内是一个包含流动、传热、化学反应以及相变等行为的复杂耦合体系,各行为相互影响、相互作用,难以准确预测和控制。本文通过结晶器内多相流动、传热与凝固全流程模型的开发为研究结晶器内的动态耦合行为提供了重要手段,该模型基于实际连铸工艺条件,描述了自开浇至稳定浇铸阶段结晶器内弯月面与渣膜的形成以及传热与凝固的连续演变特征,并进一步阐明了结晶器振动下渣膜、压力和热流的波动行为及其对保护渣流动和坯壳生长的综合作用,最后定量分析了弯月面和渣膜随拉速变化时对保护渣消耗和铸坯表面振痕形成的影响。研究结果表明,开始拉坯后大量液态保护渣流入铸坯与结晶器之间的缝隙形成了初始的弯月面形状,随着拉速升高,弯月面轮廓逐渐向上隆起,而渣圈尺寸不断减小。增大拉速使结晶器内渣膜变薄而热流上升,在形成稳定渣膜结构之前结晶器内的热流波动较大。渣道内的压力取决于振动速度和液渣膜厚度的共同作用,渣圈的存在则增强了保护渣在弯月面附近的非均匀压力流动。在振动负滑脱段,结晶器内的压力和热流升高,结晶器和渣圈向下振动接近最低位置时挤压液态保护渣将其分为两个流股,促进了保护渣流入和坯壳初始凝固。保护渣的正消耗开始于结晶器振动正滑脱末段,终止于下一个正滑脱初段。高锰高铝钢因展现出优异的性能,如具有高抗拉强度、出色的延展性、优良的加工硬化能力等,而广泛应用于耐磨钢、无磁钢、轻量化汽车钢以及海洋平台特殊用钢中。但是在高锰高铝钢连铸过程中,由于钢液与熔渣发生剧烈反应,导致保护渣的成分及物性发生显着改变,恶化了结晶器内润滑与传热条件,造成连铸坯出现严重的凹陷和裂纹等质量缺陷,甚至引发漏钢事故。本文通过开展不同实验条件下钢-渣反应实验分别考察了 CaO-SiO2渣系保护渣与高锰钢和高铝钢的反应行为,阐明了浇铸过程中保护渣物化特性变化对结晶器的润滑特性与传热行为的影响,并开展了高锰钢和高铝钢连铸保护渣生产应用。在高锰钢连铸过程中,钢中Mn含量对钢渣反应起主要控制作用,提高保护渣碱度可以在一定程度上抑制反应进行。随着渣中MnO升高和SiO2降低,保护渣的黏度和转折温度持续下降,结晶温度则表现为先升高再降低的过程。渣膜中枪晶石（Ca4Si2O7F2）作为第一相首先析出,在其缝隙间夹杂着少量不规则形状的萤石（CaF2）晶体。随着MnO含量增加,枪晶石由排列均匀的小面晶体逐渐变成彼此毗连的粗大晶体,并且数量不断减少。渣中MnO含量继续升高后有越来越多的细小锰橄榄石（Mn2SiO4）析出,而萤石晶体消失。固渣膜中结晶层厚度减小,而玻璃层厚度增加,渣膜整体厚度降低,通过渣膜热流呈明显增加趋势。在高铝钢连铸过程中,钢渣反应后保护渣中Al2O3含量越高熔渣黏度随温度降低增大越快,并且没有明显的转折温度,而液相线温度和结晶温度均呈先升高再降低的趋势。相应地,通过渣膜的热流则先降低再升高。随Al2O3含量增加,渣膜中枪晶石晶体排列出现局部疏松,并以条状形式析出,在其晶体间隙夹杂着大量无光泽的霞石（NaAlSiO4）晶体和少量萤石微晶。当Al2O3的质量分数为28.39%时,渣膜析出相中枪晶石晶体消失,而出现大尺寸块状钙铝黄长石（Ca2Al2SiO7）晶体,同时霞石和萤石晶体的数量和尺寸均显着增加。针对高锰钢连铸过程中出现的固、液渣膜成分差异的现象,通过开展钢-渣分层反应实验考察了高锰钢保护渣层中的成分分布特点,基于实验结果建立了高锰钢连铸保护渣流变模型,描述了高锰钢连铸保护渣非均匀流入现象,并分析了浇铸过程中在结晶器内形成的渣膜特征以及对连铸坯润滑与传热条件的影响。研究结果表明,在保护渣层中MnO和SiO2浓度整体上呈对立的阶梯状分布,由反应层和非反应层两部分构成。当反应层厚度为5 mm时,铸坯与结晶器之间形成的液渣膜厚度最大,固渣膜成分不均匀导致结晶器热流波动幅度较大,造成铸坯表面出现多处不规则的凹陷;当反应层厚度为10 mm时,流入到铸坯与结晶器之间的保护渣均来自反应层,此时渣膜成分均匀,固渣膜厚度最小,结晶器内整体热流较高。结晶器振动促进了弯月面附近液态保护渣的混合行为,在距离结晶器壁约80 mm以内的区域,液态保护渣流动速度大,经混合后被快速消耗;在距离结晶器壁约80 mm以外的区域,液态保护渣流动速度小,在渣池中停留的时间更长。高锰钢连铸保护渣消耗量显着高于常规低碳钢连铸保护渣消耗量,增加幅度约为90%～120%。
郭龙[7]（2018）在《连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论的研究》文中进行了进一步梳理连铸坯的弯曲矫直技术是实现高效连铸的关键技术,现有连铸机在弯曲和矫直区设计时都采用塑性变形的机理,导致铸机高度大、建设成本高,而且连铸坯在现有机型的弯曲矫直过程中没有充分利用材料的高温蠕变特性,内部容易产生裂纹。针对上述问题,本文从研究铸坯的高温蠕变特性入手,将钢的高温蠕变理论应用到连铸机的弯曲矫直设计中,提出连铸坯的蠕变弯曲矫直理论,改变了传统连铸坯的弯曲矫直机理,使铸坯坯壳在未进入塑性状态的情况下完全利用蠕变实现弯曲和矫直变形过程。为此,本文主要进行了以下几个方面的研究:首先,在Gleeble3800热力模拟试验机上对Q345c钢的高温力学性能和蠕变性能进行了研究,获得了该钢种在高温区间的热物性参数和接近屈服强度作用时的最小蠕变应变速率,并且通过试验数据回归分析的方法推导了该钢种的高温蠕变本构方程。其次,基于Q345c钢的高温蠕变特性提出了连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论,通过设计新型连铸机弯曲矫直曲线从而实现连铸坯的矫直变形中只包含蠕变变形,没有塑性变形。采用求极限的方法建立了连续弯曲矫直曲线中连铸坯应变速率与曲率变化率的关系,通过选择不同的低曲率变化率的曲线使连铸坯在弯曲矫直变形过程中的应变速率低于接近屈服强度作用下的最小蠕变速率,从而实现连铸坯的高温蠕变弯曲矫直。然后,针对实验室小型连铸矫直设备设计了一条四段渐开线和优化的三次方曲线组合的矫直曲线,并分别采用有限元方法和公式法验证了在连铸坯内部距离上表面15mm位置的矫直应变速率小于Q345c在1200℃低于屈服强度作用下的最小蠕变应变速率,该位置如果在连铸生产中可以高于1200℃,则它可以在新设计的组合连续矫直曲线中全部依靠蠕变变形实现矫直。随后,按照设计的组合矫直曲线调整实验室矫直设备辊列并进行矫直试验,得到与有限元法和公式法同样的结论。实验室矫直试验进一步证明了采用有限元法和公式法验证曲线能否作为蠕变连续矫直曲线的可行性和正确性,同时也验证了蠕变连续矫直曲线设计方法的合理性。最后,基于连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论对五点弯曲五点矫直直弧型板坯连铸机重新设计,新设计的机型不包含圆弧段,弯曲段与矫直段直接光滑连接,并且弯曲段曲率变化率满足正弦规律,矫直段曲率满足五次奇次多项式规律。采用有限元分析的方法分析了连铸坯在新机型中的温度分布和坯壳厚度的变化情况。并且通过公式法得出了新机型使连铸坯内部高于1200℃的位置在弯曲段和矫直段全程实现了纯蠕变连续弯曲矫直的结论。基于连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论,连铸坯弯曲矫直变形完全依靠蠕变变形,可以降低坯壳内的应变速率,达到避免弯曲矫直裂纹、降低铸机高度和提高连铸生产率的目的,拥有广阔的应用前景。本文对提高连铸技术水平、推动高效连铸技术的发展和钢铁制造业的技术进步具有重要的理论和实际意义。
华江峰[8]（2016）在《16MnD-R钢板坯连铸保护渣性能研究》文中认为在低合金包晶钢浇注过程中铸坯表面裂纹一直都是各钢铁企业普遍存在的问题。传统包晶钢用保护渣的研究主要集中在包晶反应对铸坯质量的影响上,低合金钢连铸坯的凝固特性与保护渣物化性能有着密切关联,浇注低合金包晶钢时,传统包晶钢保护渣无法高效的发挥其冶金作用。通过分析低合金包晶钢的凝固特性,提出保护渣理化性能的优化方案,对改善铸坯质量,提高企业效益具有重要意义。本文以江西某钢铁公司炼钢厂16MnD-R连铸坯为研究对象,现场取样并在钢液成分及铸机参数正常的情况下,研究保护渣物化性能与铸坯质量的匹配问题。探讨保护渣成分、保护渣理化性能以及低合金包晶钢表面质量三者的关系。根据对保护渣理化性能的要求以及保护渣的配制原则,在该厂使用的保护渣原渣基础上对保护渣成分进行调节,并对保护渣理化性能优化方面进行研究。通过对目标钢种进行金相分析,得出铸坯凝固的各个阶段都有初生裂纹的产生。根据钢中合金元素的种类,分析主要脆性温度区间内钢的凝固特性以及诱发裂纹产生的机理得出低合金包晶钢产生表面初生裂纹的机理为:（1）.1495℃1394℃时包晶反应导致晶格剧烈收缩,应力集中时产生晶间裂纹;（2）.TiC通过弥散强化提高铸坯强度,强度的提高对铸坯传热均匀性提出更高要求,当坯壳热流密度不均匀时,裂纹倾向性增加;（3）.第三脆性温度区时TiN开始析出间接降低了铸坯的塑性,同时铸坯逐由奥氏体单相渐转变为铁素体、珠光体两相组织,由于强度相差过大,极易造成应力集中,产生裂纹。根据低合金包晶钢凝固特性及裂纹形成机理,分析该厂保护渣原渣存在的问题。提出在原保护渣理化性能的基础上提高碱度、熔点、粘度,降低结晶率的思路,并根据理保护渣成分与物化性能的关系,阶段性降低保护渣原渣中部分熔剂成分的含量。利用熔点熔速测量仪、旋转粘度仪、差示扫描量热仪对保护渣试样进行熔点、粘度、结晶性能的实验测定及分析,获得与理论要求更匹配的保护渣成分配比。最终确定在保护渣原渣基础上碱度由1.26提高至1.31、%Na2O降低1.31%、%F-降低1.75%、%Mg O降低0.45%,使保护渣样的主要理化性能与理论要求更加匹配,一方面有效减弱第一脆性温度区间的晶间裂纹倾向性,另一方面改善第二脆性区的传热均匀性,为减少16MnD-R连铸坯表面裂纹的产生以及低合金包晶钢用保护渣的选用提供理论参考及实验依据。
申文军[9]（2013）在《宽厚板坯连铸结晶器锥度研究》文中认为随着连铸技术的不断进步，当今对宽厚板连铸坯的质量要求也越来越高，而在提高铸坯质量的各种努力中，作为铸坯初生坯壳产生地方的结晶器，自然受到了人们越来越多的关注，而结晶器的锥度又在其中扮演了一个非常关键的角色。本文结合国内某钢厂宽厚板坯连铸机的设备及工艺参数，建立了宽厚板坯连铸过程的二维非稳态传热及铸坯收缩的数学模型。利用大型有限元商业软件ANSYS，对铸坯在结晶器内的凝固过程进行数值模拟计算。计算了不同拉速、过热度和铸坯厚度下，铸坯在结晶器内凝固过程中的温度分布、坯壳生长、应力、应变及收缩的情况，在此基础上设计了不同工艺参数下的结晶器最佳锥度。通过与现场数据的对比，计算结果比较准确，表明本文建立的计算模型具备一定的实用价值。计算结果表明：拉速对铸坯在结晶器内的温度变化影响较大。拉速提高，铸坯在出结晶器时温度升高，坯壳减薄，收缩减小。并且拉速对铸坯应力、应变影响也较大。过热度及板坯厚度变化对铸坯在结晶器内的温度变化影响不大，过热度从20℃升高到30℃时，铸坯出结晶器时的温度会有一定程度的升高，坯壳减薄，对铸坯应力、应变及收缩影响也较小，且对应力的影响大于应变。板坯厚度从200mm增到300mm时，铸坯出结晶器时的温度变化不大，对铸坯应力、应变及收缩影响也较小。在铸坯凝固收缩的基础上，设计了合理的结晶器锥度。研究表明：总体来说，拉速对结晶器锥度的影响较大，较大的拉速，需要较小的锥度，较小的拉速，需要较大的锥度。结晶器上部需要较大的锥度，下部需要较小的锥度，且不同拉速下，结晶器上部弯月面附近锥度的变化幅度要大于结晶器下部锥度的变化幅度。过热度及板坯厚度变化对结晶器锥度影响较小。
杨春政[10]（2011）在《典型微合金化钢板坯角部横裂纹产生机理与倒角结晶器技术研究》文中研究表明以典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,通过理论和试验研究分析了板坯表面角横裂的形成机理,建立了常规和带倒角结晶器内的流体流动、传热和宏观凝固以及矫直过程应力应变的数学模型,分析了常规和带倒角结晶器下板坯的凝固过程及其不同角部形状（包括倒角角度及倒角长度的变化）对铸坯角部钢水流动、温度变化、凝固过程和应力应变的相对影响。在此基础上,优化设计了倒角结晶器结构,采用带倒角的结晶器窄边铜板进行了工业试验,并考察了带倒角连铸坯对典型微合金化钢边部质量的影响。主要研究结果如下:（1）卧坯试验结果表明,结晶器内及垂直段铸坯角部无裂纹。在距弯月面3270mm处,即对应于弯曲开始后710mm铸坯即开始出现多处外弧横裂纹,因此外弧裂纹是弯曲过程产生的。（2）结晶器内的流体流动、传热和宏观凝固的数学模型分析表明,铸坯倒角形状的变化并不明显影响浸入式水口附近的总体流动模式。倒角形状的改变明显影响了弯月面位置处角部的流动分布,随着倒角角度的增加,弯月面角部的流动分离位置更靠近于铸坯的侧面,而且在铸坯宽面与窄面相交的角部附近的流动明显增强,流动对铸坯角部的冲击增加。随着倒角长度的增加,弯月面角部的流股对铸坯窄边的倒角部位冲击增加。在结晶器出口位置,随着倒角角度的增加,铸坯角部的表面温度近似呈线性增加,但是铸坯宽面与窄面的角部附近的流动增强。就不同倒角长度设计而言,较小的倒角长度如L=10mm就能将角部温度提高约102℃,随着倒角长度的增加,铸坯角部温度的提高幅值降低,当倒角长度从L=60mm增加到L=80mm时,铸坯角部的温度值提高幅度仅为26℃,而流动对铸坯倒角部位的冲击则明显增加,坯壳厚度变薄。因此,在优化结晶器倒角设计时,需要考虑铸坯倒角角度和倒角长度尺寸的改变对角部钢水流动、温度分布和凝固坯壳增长的综合影响。（3）矫直过程应力应变有限元模拟分析结果表明,当矫直（压下）速度一定时,铸坯温度的变化（700℃1000℃）对铸坯截面切向等效应力应变影响比较小,但对等效应力影响比较大。最大的等效应力的位置发生在倒角斜面内,距角部约15mm33mm。当矫直温度在900℃以上时,斜面内最大等效应力范围大幅下降。倒角角度对铸坯棱角部位切向应力应变影响很大,在等倒角长度条件下,30o和45o倒角铸坯棱角部位切向应力应变相对最小,只有同截面直角铸坯的40%46%。不同倒角长度对铸坯棱角部位切向应力应变影响很大,在等铸坯角部倒角（ 30o）一定条件下,当倒角长度控制在65mm85mm之间时,铸坯棱角部位切向应力应变相对最小,当倒角长度为75mm时,铸坯棱角部位切向等效应变只有同截面常规铸坯的40%。（4）工业试验结果表明,倒角结晶器窄面铜板可用于首钢京唐公司板坯的规模化生产,其对液位波动、拉坯阻力没有明显的影响,在铸机矫直位置,大倒角的铸坯角部温度相比常规铸坯提高了100℃左右,提高了矫直段铸坯的高温延展性,有利于控制微合金钢板坯角横裂的发生;倒角结晶器在生产Q345B钢以及X65、L290等微合金钢板坯时,铸坯角横裂发生率得到了大幅度的降低,比现有技术降低了80%以上。
二、弯月面的热分析——评价板坯表面质量的工具（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、弯月面的热分析——评价板坯表面质量的工具（论文提纲范文）
（1）基于粗糙度的包晶钢初始凝固收缩表征及裂纹敏感性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 包晶钢的初始凝固 |
| 2.1.1 包晶反应 |
| 2.1.2 包晶转变 |
| 2.1.3 快速相变 |
| 2.2 钢的初始凝固收缩及裂纹敏感性研究现状 |
| 2.2.1 包晶转变收缩的表征方法 |
| 2.2.2 包晶转变收缩的影响因素 |
| 2.2.3 钢的裂纹敏感性分析 |
| 2.2.4 连铸钢碳当量计算公式 |
| 2.3 表面粗糙度表征材料应变的研究 |
| 2.3.1 表面粗糙度与应变的关系 |
| 2.3.2 表面粗糙度的评定参数及测量方法 |
| 2.4 现有研究的不足 |
| 2.5 本文研究的目的、内容及创新点 |
| 2.5.1 研究目的和内容 |
| 2.5.2 主要创新点 |
| 3 表面粗糙度表征包晶转变收缩方法的研究 |
| 3.1 研究内容和方法 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 实验材料和方案 |
| 3.2 碳钢的包晶转变与表面粗糙度 |
| 3.2.1 凝固坯壳强度 |
| 3.2.2 凝固过程中的表面褶皱 |
| 3.2.3 表面粗糙度分析 |
| 3.3 304 不锈钢的包晶转变与表面粗糙度 |
| 3.3.1 不锈钢凝固过程中的表面褶皱 |
| 3.3.2 凝固组织变化 |
| 3.3.3 表面粗糙度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 凝固过程中的包晶转变收缩 |
| 4.1 研究内容和方法 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 实验方案 |
| 4.2 钢中碳含量对包晶转变收缩的影响 |
| 4.2.1 平衡条件下的凝固与收缩 |
| 4.2.2 非平衡条件下的凝固与收缩 |
| 4.2.3 表面粗糙度随碳含量的变化 |
| 4.3 冷却速率对包晶转变的影响 |
| 4.3.1 包晶转变方式 |
| 4.3.2 初始凝固与快速相变 |
| 4.4 表面粗糙度随冷却速率的变化 |
| 4.5 冷却速率对连铸坯裂纹敏感性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于表面粗糙度的连铸坯裂纹敏感性分析 |
| 5.1 研究内容和方法 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 实验方案 |
| 5.2 分析方法 |
| 5.3 钢的裂纹敏感性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 连铸钢碳当量计算公式的评价研究 |
| 6.1 研究内容和方法 |
| 6.1.1 研究材料 |
| 6.1.2 研究方案 |
| 6.2 碳当量公式计算结果的差异 |
| 6.3 碳当量公式的评估 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间参与的课题 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（2）Q345钢板坯连铸凝固过程数值模拟及工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 连铸原理与凝固传热过程 |
| 1.2.1 连续铸钢原理 |
| 1.2.2 凝固传热过程 |
| 1.3 板坯质量与连铸凝固过程的关系 |
| 1.3.1 板坯质量缺陷的形成原因 |
| 1.3.2 高质量板坯的连铸凝固过程要求 |
| 1.4 影响连铸凝固过程的主要工艺参数 |
| 1.5 数值模拟技术及应用 |
| 1.5.1 数值模拟技术 |
| 1.5.2 数值模拟技术在连铸凝固过程研究中的应用 |
| 1.5.3 数值模拟技术在材料参数计算研究中的应用 |
| 1.6 本文研究目的及内容 |
| 1.7 本文研究技术路线图 |
| 2 Q345钢板坯连铸数值计算模型的构建 |
| 2.1 凝固传热数学模型 |
| 2.1.1 基本假设条件 |
| 2.1.2 导热微分方程 |
| 2.1.3 边界条件和初始条件 |
| 2.1.4 热流密度和换热系数计算模型 |
| 2.2 凝固组织数学模型 |
| 2.2.1 基本假设 |
| 2.2.2 形核模型 |
| 2.2.3 生长模型 |
| 2.2.4 计算模式 |
| 2.3 有限单元模型 |
| 2.3.1 几何模型 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Q345钢物性参数计算与高温塑性研究 |
| 3.1 物性参数计算原理 |
| 3.2 物性参数计算结果及分析 |
| 3.2.1 热物性参数 |
| 3.2.2 力学物性参数 |
| 3.3 试验测试与结果验证 |
| 3.3.1 DSC测试 |
| 3.3.2 称重测试 |
| 3.4 高温塑性研究 |
| 3.4.1 试样制备与试验方法 |
| 3.4.2 断面收缩率 |
| 3.4.3 塑性变化机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Q345钢板坯连铸凝固过程分析 |
| 4.1 连铸模拟参数 |
| 4.1.1 结晶器段热流密度 |
| 4.1.2 二冷段换热系数 |
| 4.2 连铸凝固过程分析 |
| 4.2.1 表面温度分析 |
| 4.2.2 固相率及坯壳厚度分析 |
| 4.2.3 凝固末端液芯形状分析 |
| 4.2.4 凝固组织分析 |
| 4.3 结果及模型验证 |
| 4.3.1 温度验证 |
| 4.3.2 凝固组织验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于反算法的Q345钢板坯连铸二冷段喷水量优化 |
| 5.1 换热系数反算数学模型 |
| 5.2 板坯目标温度设计 |
| 5.2.1 约束条件 |
| 5.2.2 目标温度的确定 |
| 5.3 板坯表面换热系数计算 |
| 5.3.1 中部区域换热系数 |
| 5.3.2 边部区域换热系数 |
| 5.4 板坯连铸二冷段喷水量优化 |
| 5.5 喷水量优化后的板坯连铸凝固过程分析 |
| 5.5.1 表面温度分析 |
| 5.5.2 固相率和坯壳厚度分析 |
| 5.5.3 凝固末端液芯形状分析 |
| 5.5.4 凝固组织分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 工艺参数偏差对Q345钢板坯连铸凝固过程的影响 |
| 6.1 工艺参数偏差范围的确定 |
| 6.2 拉坯速度偏差对板坯连铸凝固过程的影响 |
| 6.2.1 拉坯速度偏差对表面温度的影响 |
| 6.2.2 拉坯速度偏差对固相率的影响 |
| 6.2.3 拉坯速度偏差对坯壳厚度的影响 |
| 6.2.4 拉坯速度偏差对凝固末端液芯形状的影响 |
| 6.2.5 拉坯速度偏差对凝固组织的影响 |
| 6.3 浇注温度偏差对板坯连铸凝固过程的影响 |
| 6.3.1 浇注温度偏差对表面温度的影响 |
| 6.3.2 浇注温度偏差对固相率的影响 |
| 6.3.3 浇注温度偏差对坯壳厚度的影响 |
| 6.3.4 浇注温度偏差对凝固末端液芯形状的影响 |
| 6.3.5 浇注温度偏差对凝固组织的影响 |
| 6.4 二冷段喷水量偏差对板坯连铸凝固过程的影响 |
| 6.4.1 二冷段喷水量偏差对表面温度的影响 |
| 6.4.2 二冷段喷水量偏差对固相率的影响 |
| 6.4.3 二冷段喷水量偏差对坯壳厚度的影响 |
| 6.4.4 二冷段喷水量偏差对凝固末端液芯形状的影响 |
| 6.4.5 二冷段喷水量偏差对凝固组织的影响 |
| 6.5 工艺参数的偏差允许范围 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（3）宽厚板结晶器钢液流动及传热凝固耦合行为数值模拟研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 连续铸钢概述 |
| 1.1.1 连续铸钢的设备工艺及其优越性 |
| 1.1.2 国内外连铸技术的发展历程 |
| 1.1.3 数学物理方法在连续铸钢中的应用 |
| 1.1.4 连铸结晶器的冶金功能 |
| 1.1.5 结晶器浸入式水口的作用与分类 |
| 1.2 连铸冶金过程中钢液流动-传热-凝固行为的研究进展 |
| 1.2.1 结晶器内钢液流动物理实验方法的研究进展 |
| 1.2.2 钢液流动传热非耦合数值模拟研究进展 |
| 1.2.3 流体流动传热及凝壳分布的二维/三维耦合模型研究进展 |
| 1.3 课题研究意义与内容 |
| 2.结晶器内钢液流动行为研究 |
| 2.1 结晶器钢液流动数学模型的建立 |
| 2.1.1 钢液流动基本控制方程 |
| 2.1.2 流动边界条件的确定 |
| 2.1.3 结晶器物理模型建立及网格划分 |
| 2.2 结晶器流场内钢液流动基本特征 |
| 2.2.1 结晶器内部流场特征分析 |
| 2.2.2 结晶器自由液面特征分析 |
| 2.3 水口结构及连铸工艺参数对结晶器内部流场的影响 |
| 2.3.1 水口侧孔倾角变化对流场的影响 |
| 2.3.2 水口浸入深度变化对流场的影响 |
| 2.3.3 铸机拉速变化对流场的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.结晶器内钢液流动及传热凝固耦合数学模型的建立 |
| 3.1 钢液流动及传热凝固耦合基本控制方程 |
| 3.1.1 钢液流动控制方程及动力源项的处理方法 |
| 3.1.2 钢液凝固传热控制方程及凝固潜热源项的处理方法 |
| 3.1.3 传热边界条件的确定 |
| 3.2 模拟计算中热物性参数的处理 |
| 3.3 耦合模拟计算方法和求解器中模型的选取 |
| 3.3.1 耦合模拟计算方法及流程 |
| 3.3.2 Fluent中计算模型的选取 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.流动及传热凝固耦合模型计算结果分析 |
| 4.1 钢液流动传热及凝固行为分析 |
| 4.1.1 钢液流动传热的基本特征 |
| 4.1.2 铸坯宽窄面及角部不同位置的温度分布 |
| 4.1.3 铸坯凝固液相率变化与初生坯壳的形成 |
| 4.1.4 耦合模型和单一流动模型计算结果对比 |
| 4.2 连铸工艺参数对钢液流动和铸坯传热凝固的影响 |
| 4.2.1 水口浸入深度变化对钢液流动和铸坯传热凝固的影响 |
| 4.2.2 拉速变化对钢液流动和铸坯传热凝固的影响 |
| 4.2.3 钢液浇注温度变化对钢液流动和铸坯传热凝固的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）铜结晶器激光熔覆双梯度涂层制备及热力行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 铜结晶器失效及长寿化研究现状 |
| 1.2.1 铜结晶器的失效形式及机理 |
| 1.2.2 结晶器铜板本体强化 |
| 1.2.3 结晶器铜板结构及现场工艺优化 |
| 1.2.4 结晶器铜板表面涂层强化 |
| 1.2.5 存在的问题 |
| 1.3 铜合金表面激光熔覆研究现状 |
| 1.3.1 熔覆材料体系 |
| 1.3.2 熔覆层制备工艺 |
| 1.3.3 涂层评价 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 涂层设计目标及研究方法 |
| 2.1 涂层设计目标及技术路线 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 试验用基材 |
| 2.2.2 激光熔覆材料 |
| 2.3 激光熔覆涂层制备试验设备与工艺 |
| 2.4 组织结构分析方法 |
| 2.5 应力测试试验方法 |
| 2.5.1 激光熔覆过程热应力动态演变监测方法 |
| 2.5.2 残余应力测试方法 |
| 2.6 涂层性能分析 |
| 2.6.1 热疲劳性能测试 |
| 2.6.2 热稳定性试验 |
| 2.6.3 摩擦磨损性能测试 |
| 第3章 涂层结构设计对铜结晶器热力行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结晶器铜板有限元模型建立 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 数学模型建立 |
| 3.3 表面涂层对结晶器铜板温度场的影响 |
| 3.3.1 表面涂层种类及厚度对铜板温度场分布的影响 |
| 3.3.2 铜板表面非等厚涂层对温度场分布的影响 |
| 3.4 表面涂层对结晶器铜板热应力的影响 |
| 3.5 结晶器铜板热面高度方向上涂层设计方案的提出 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 铜合金表面激光熔覆梯度复合涂层设计及制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结晶器铜板激光熔覆梯度复合涂层设计 |
| 4.3 激光重熔Ni镀层复合工艺制备铜合金表面涂层打底层 |
| 4.3.1 单道重熔截面形貌及组织 |
| 4.3.2 面扫描激光重熔打底层组织及界面分析 |
| 4.3.3 激光重熔前后的硬度分布 |
| 4.4 激光同步送粉法制备过渡层及工作层 |
| 4.4.1 过渡层及工作层制备 |
| 4.4.2 打底层/过渡层组织及界面 |
| 4.4.3 过渡层/工作层组织及界面 |
| 4.4.4 梯度涂层显微硬度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多层多道激光熔覆路径对涂层应力的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多层多道激光熔覆工艺路径设计方案及试验方法 |
| 5.3 多层多道激光熔覆过程动态应力演变 |
| 5.3.1 熔覆过程中特定点的温度曲线 |
| 5.3.2 熔覆过程中特定点的热应力演变 |
| 5.3.3 不同熔覆路径下各试板背部残余应力分布 |
| 5.3.4 熔覆路径规划对试板残余应力的影响 |
| 5.4 工艺路径对多层多道激光熔覆残余应力的影响 |
| 5.4.1 多层多道激光熔覆层残余应力分布 |
| 5.4.2 不同工艺路径下的激光熔覆层残余应力分析 |
| 5.4.3 不同工艺路径下的试件背部残余应力分析 |
| 5.4.4 两种测试方法下的背部残余应力比对 |
| 5.5 多层多道激光熔覆温度场与应力场数值模拟 |
| 5.5.1 有限元数值模型 |
| 5.5.2 多层多道激光熔覆温度场演变 |
| 5.5.3 多层多道激光熔覆应力场演变及分布 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结晶器铜板激光熔覆涂层性能评价 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 涂层热疲劳性能 |
| 6.2.1 热疲劳试验结果 |
| 6.2.2 热疲劳试验后的涂层组织变化 |
| 6.2.3 热疲劳试验后的涂层硬度变化 |
| 6.3 涂层高温热稳定性 |
| 6.4 涂层耐磨性能 |
| 6.4.1 常温销-盘式摩擦磨损性能 |
| 6.4.2 450℃销-盘式干摩擦磨损性能 |
| 6.5 激光熔覆结晶器铜板实物制作及上机验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）电磁场作用下连铸保护渣润滑行为解析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 电磁场下保护渣的熔化行为 |
| 1.1.1 电磁场对熔化温度的影响 |
| 1.1.2 电磁场对保护渣熔化速度及熔化均匀性的影响 |
| 1.2 电磁场下保护渣的流变行为 |
| 1.2.1 电磁场对黏度的影响 |
| 1.2.2 电磁场对黏温曲线的影响 |
| 1.2.3 电磁场对转折温度的影响 |
| 1.2.4 电磁场下碱度及不同成分对流变行为影响 |
| 1.3 电磁场下保护渣的结晶行为 |
| 1.3.1 电磁场对结晶矿相的影响 |
| 1.3.2 电磁场对结晶率的影响 |
| 1.3.3 电磁场对晶粒大小的影响 |
| 1.3.4 电磁场对渣膜结构的影响 |
| 1.4 电磁场作用下熔渣结构与各行为变化的关系 |
| 1.5 研究目标及内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 电磁场对保护渣黏度、热流及矿相的影响 |
| 2.1 实验用保护渣的选取 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 黏度 |
| 2.3.2 热流密度 |
| 2.3.3 矿相成分 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 电磁场对保护渣熔渣结构的影响 |
| 3.1 电磁场下熔渣网络结构模型 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 无磁场CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系结构分析 |
| 3.2.2 不同磁场强度下CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系结构分析 |
| 3.2.3 不同磁场强度下Si-O连接原子数变化 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 电磁场作用下结晶器内磁场分布及焦耳热分析 |
| 4.1 电磁场分析 |
| 4.1.1 电磁场基本理论 |
| 4.1.2 磁场分布的理论分析 |
| 4.1.3 时谐电波衰减规律 |
| 4.1.4 电磁力计算 |
| 4.1.5 电磁压力计算 |
| 4.2 焦耳热计算 |
| 4.2.1 结晶器壁中的焦耳热 |
| 4.2.2 钢液中的焦耳热 |
| 4.2.3 渣膜中的焦耳热 |
| 4.3 计算参数 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 电磁场在不同介质中的衰减分析 |
| 4.4.2 不同介质中电磁力计算与分析 |
| 4.4.3 不同介质中侧面电磁压力计算分析 |
| 4.4.4 焦耳热的计算分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 考虑焦耳热与渣膜双重作用下凝固坯壳传热分析 |
| 5.1 软接触结晶器内钢液结晶过程及热量传导 |
| 5.2 传热分析的相关参数 |
| 5.3 考虑焦耳热及渣膜传热的凝固传热计算 |
| 5.3.1 软接触结晶器凝固坯壳厚度确定 |
| 5.3.2 钢液与坯壳传热 |
| 5.3.3 软接触结晶器内钢液释放的总热量 |
| 5.3.4 凝固坯壳与结晶器的传热及坯壳表面温度计算 |
| 5.3.5 结晶器铜壁与冷却水之间的传热 |
| 5.3.6 冷却水带走的热量 |
| 5.3.7 渣膜温度分布及液、固膜厚度确定 |
| 5.4 软接触结晶器热流密度反算验证 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型 |
| 6.1 考虑磁场作用渣道宽度及弯月面计算模型 |
| 6.2 考虑磁场作用渣道动压计算模型 |
| 6.3 考虑磁场作用渣耗计算模型 |
| 6.4 考虑磁场作用摩擦力计算模型 |
| 6.5 相关参数及计算方法 |
| 6.5.1 相关参数 |
| 6.5.2 计算方法及流程 |
| 6.6 结果与讨论 |
| 6.6.1 磁场强度对渣道宽度和弯月面的影响 |
| 6.6.2 磁场强度对渣道动压的影响 |
| 6.6.3 磁场强度对渣耗的影响 |
| 6.6.4 磁场强度对摩擦力的影响 |
| 6.7 数学模型验证及评价 |
| 6.8 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 企业导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（6）高锰高铝钢连铸结晶器的润滑特性与传热行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 连铸结晶器 |
| 1.2.1 结晶器内传热与凝固行为 |
| 1.2.2 结晶器内流动行为 |
| 1.2.3 结晶器振动 |
| 1.3 连铸保护渣 |
| 1.3.1 保护渣的组成与作用 |
| 1.3.2 保护渣的润滑与消耗 |
| 1.3.3 保护渣的结晶与传热 |
| 1.4 高锰高铝钢连铸保护渣研究 |
| 1.4.1 CaO-SiO_2渣系高锰高铝钢保护渣 |
| 1.4.2 CaO-Al_2O_3渣系高锰高铝钢保护渣 |
| 1.5 本文研究目的意义、主要内容和创新点 |
| 1.5.1 本文研究目的意义 |
| 1.5.2 本文研究主要内容 |
| 1.5.3 本文研究创新点 |
| 第2章 结晶器内多相流动、传热与凝固模型 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 几何模型 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.4 物性参数 |
| 2.4.1 钢的物性参数 |
| 2.4.2 保护渣的物性参数 |
| 2.5 模型求解 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 结晶器内保护渣流变与铸坯初始凝固行为研究 |
| 3.1 结晶器内演变现象 |
| 3.1.1 弯月面与渣膜的形成 |
| 3.1.2 弯月面轮廓和渣圈在不同拉速下的变化 |
| 3.1.3 结晶器内传热与凝固的连续演变过程 |
| 3.2 结晶器内振动行为 |
| 3.3 铸坯表面振痕形成 |
| 3.4 保护渣流动与消耗 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CaO-SiO_2渣系高锰钢连铸保护渣成分和性质演变规律 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 钢-渣反应实验 |
| 4.1.2 保护渣黏度和结晶实验 |
| 4.1.3 保护渣传热实验 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 高锰钢保护渣成分演变 |
| 4.2.2 高锰钢保护渣黏度和转折温度变化 |
| 4.2.3 高锰钢保护渣结晶行为变化 |
| 4.2.4 高锰钢保护渣传热行为变化 |
| 4.3 高强韧海洋平台用钢连铸保护渣生产应用 |
| 4.3.1 断面尺寸1650mm×230mm铸坯工业试验 |
| 4.3.2 断面尺寸2080mm×320mm铸坯工业试验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 CaO-SiO_2渣系高铝钢连铸保护渣成分和性质演变规律 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 高铝钢保护渣成分演变 |
| 5.2.2 高铝钢保护渣黏度和转折温度变化 |
| 5.2.3 高铝钢保护渣结晶与传热行为变化 |
| 5.3 中锰汽车用钢连铸保护渣生产应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结晶器内高锰钢连铸保护渣流变行为 |
| 6.1 实验方法 |
| 6.2 实验结果与讨论 |
| 6.3 模型建立 |
| 6.3.1 几何模型和边界条件 |
| 6.3.2 物性参数 |
| 6.4 模拟结果与讨论 |
| 6.4.1 反应层厚度对渣膜形成的影响 |
| 6.4.2 液态保护渣在渣池中的流动 |
| 6.4.3 高锰钢连铸保护渣在结晶器内的传热与消耗 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间获得的科研成果 |
| 作者简介 |
（7）连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属材料高温蠕变特性研究现状分析 |
| 1.2.2 连铸工艺中材料高温蠕变研究现状分析 |
| 1.2.3 连铸矫直技术研究现状分析 |
| 1.3 本文的研究方法与主要研究内容 |
| 第2章 Q345c钢的高温力学性能与蠕变本构方程 |
| 2.1 试验试样及仪器 |
| 2.2 Q345c钢高温力学性能试验 |
| 2.2.1 试验过程及方案 |
| 2.2.2 试验结果及分析 |
| 2.3 Q345c钢高温蠕变性能试验 |
| 2.3.1 蠕变拉伸试验方案 |
| 2.3.2 蠕变拉伸试验结果 |
| 2.3.3 高温蠕变方程 |
| 2.3.4 高温蠕变本构关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论 |
| 3.1 连铸坯矫直技术发展及原理 |
| 3.1.1 单点矫直 |
| 3.1.2 压缩矫直 |
| 3.1.3 多点矫直 |
| 3.1.4 奥钢联渐进矫直与康卡斯特连续矫直 |
| 3.1.5 等应变速率固定辊连续矫直 |
| 3.2 连铸坯高温蠕变矫直理论及实现方法 |
| 3.3 矫直机型曲线的选定 |
| 3.3.1 回旋曲线 |
| 3.3.2 渐开线 |
| 3.3.3 曲率正弦变化曲线 |
| 3.3.4 曲率变化率正弦变化曲线 |
| 3.3.5 曲率满足五次奇次多项式曲线 |
| 3.4 矫直辊列辊芯坐标的计算 |
| 3.5 蠕变连续矫直曲线算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 连铸坯矫直变形分析与实验验证 |
| 4.1 矫直变形的有限元分析 |
| 4.1.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.2 连铸坯力学参数 |
| 4.1.3 接触问题的处理 |
| 4.1.4 边界条件与工况参数 |
| 4.1.5 结果分析 |
| 4.2 矫直应变速率的公式验证方法 |
| 4.3 矫直变形实验室物理试验 |
| 4.3.1 实验室矫直设备介绍 |
| 4.3.2 矫直辊传感器标定 |
| 4.3.3 实验室矫直设备辊列调整 |
| 4.3.4 矫直应变的测量 |
| 4.3.5 实验过程及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论的机型设计与仿真验证 |
| 5.1 蠕变弯曲矫直辊列计算 |
| 5.1.1 R9300 连铸机机型参数 |
| 5.1.2 蠕变弯曲矫直机型设计 |
| 5.1.3 蠕变弯曲矫直机型曲率及其变化率分析 |
| 5.2 连铸坯凝固传热分析 |
| 5.2.1 蠕变连续弯曲矫直机型冷却工艺参数 |
| 5.2.2 连铸坯凝固传热数学模型描述 |
| 5.2.3 连铸坯凝固传热结果分析 |
| 5.3 新机型应变速率的计算与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）16MnD-R钢板坯连铸保护渣性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 结晶器保护渣简介 |
| 1.1.1 保护渣的发展 |
| 1.1.2 保护渣的组成及功能 |
| 1.1.3 保护渣的主要理化性能及其与成分的关系 |
| 1.1.4 保护渣的生产工艺及研究进展 |
| 1.2 保护渣与宽厚板坯表面裂纹关系的研究进展 |
| 1.2.1 铸坯表面裂纹的研究进展 |
| 1.2.2 保护渣性能对铸坯质量的影响 |
| 1.2.3 不同钢种对保护渣使用性能的要求 |
| 1.2.4 不同连铸速度对保护渣性能的要求 |
| 1.3 16MnD-R钢表面裂纹研究进展 |
| 1.3.1 16MnD-R钢凝固特性 |
| 1.3.2 16MnD-R钢表面裂纹研究进展 |
| 1.3.3 16MnD-R钢用保护渣发展现状 |
| 1.4 本课题的研究内容、目的及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 目的及意义 |
| 2 企业 16MnD-R钢连铸坯裂纹缺陷分析 |
| 2.1 16MnD-R钢的裂纹倾向性 |
| 2.1.1 16MnD-R钢的现场取样 |
| 2.1.2 缺陷钢样的金相分析 |
| 2.2 影响 16MnD-R钢板坯产生表面裂纹的主要因素 |
| 2.2.1 铸坯的成分波动 |
| 2.2.2 铸机参数对铸坯表面质量的影响 |
| 2.2.3 保护渣对铸坯表面质量的影响 |
| 2.3 16MnD-R钢对保护渣的性能要求 |
| 2.3.1 16MnD-R钢用保护渣原渣存在的问题 |
| 2.3.2 对原渣熔化温度及粘度的要求 |
| 2.3.3 对原渣结晶温度的要求 |
| 2.3.4 对原渣结晶率的要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 实验渣样调节制度及渣样熔点的理论计算 |
| 3.1 保护渣成分设计原理 |
| 3.2 实验渣样的配制 |
| 3.2.1 渣样调配制度 |
| 3.2.2 渣样配制过程 |
| 3.2.3 渣样成分调节结果 |
| 3.3 渣样熔化特性 |
| 3.3.1 实验方法 |
| 3.3.2 实验结果及分析 |
| 3.4 渣样熔点的理论计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 保护渣主要理化性能研究 |
| 4.1 保护渣理化性能的实验测定 |
| 4.1.1 保护渣熔点实验测定 |
| 4.1.2 保护渣粘度实验测定 |
| 4.1.3 保护渣结晶率实验测定 |
| 4.2 渣样熔化温度的测定结果及分析 |
| 4.2.1 渣样熔化温度的测定结果 |
| 4.2.2 结果分析 |
| 4.3 渣样粘度结果及分析 |
| 4.4 渣样结晶率的测定结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 保护渣成分优化及结晶相物相研究 |
| 5.1 保护渣各理化性能优化指标 |
| 5.2 各渣样主要理化性能综合分析 |
| 5.2.1 渣样熔化温度 |
| 5.2.2 渣样粘度 |
| 5.2.3 渣样结晶特性 |
| 5.3 保护渣结晶相的物相分析 |
| 5.4 优化渣样与 16MnD-R钢的匹配 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录硕士研究生学习阶段发表论文 |
| 致谢 |
（9）宽厚板坯连铸结晶器锥度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 连续铸钢技术的发展历程和现状 |
| 1.1.1 世界连铸技术的发展历程和现状 |
| 1.1.2 国内连铸技术的发展历程和现状 |
| 1.2 宽厚板坯连铸的发展历程和现状 |
| 1.2.1 世界宽厚板坯连铸的发展历程和现状 |
| 1.2.2 我国宽厚板坯连铸的发展历程和现状 |
| 1.3 连铸过程常见的铸坯质量缺陷及控制措施 |
| 1.3.1 铸坯洁净度控制 |
| 1.3.2 铸坯表面缺陷的形成及控制措施 |
| 1.3.3 铸坯内部缺陷的形成及控制措施 |
| 1.3.4 铸坯形状缺陷的形成及控制措施 |
| 1.4 连铸结晶器及其锥度分析 |
| 1.4.1 结晶器的作用 |
| 1.4.2 结晶器的传热 |
| 1.4.3 结晶器锥度的定义 |
| 1.4.4 结晶器锥度对铸坯质量的影响 |
| 1.4.5 结晶器锥度研究历史和现状 |
| 1.5 选题背景及研究方法和内容 |
| 1.5.1 选题背景 |
| 1.5.2 研究方法和内容 |
| 2 宽厚板坯连铸传热过程及铸坯收缩数学模型的建立 |
| 2.1 连铸凝固传热数学模型的建立 |
| 2.1.1 初始条件 |
| 2.1.2 边界条件 |
| 2.1.3 沿拉坯方向的热流密度的处理 |
| 2.1.4 沿铸坯横向的热流密度的处理 |
| 2.1.5 热物性参数的处理 |
| 2.1.6 凝固潜热的处理 |
| 2.2 结晶器内铸坯收缩的数学模型的建立 |
| 2.2.1 热/弹塑性应力场分析模型 |
| 2.2.2 初始条件 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.2.4 高温下钢的力学性能参数的处理 |
| 2.3 数学模型的求解 |
| 2.3.1 ANSYS 软件包简介 |
| 2.3.2 ANSYS 分析过程 |
| 2.3.3 ANSYS 热分析 |
| 2.3.4 ANSYS 热/应力耦合分析 |
| 3 铸坯在凝固过程中的温度分布 |
| 3.1 典型拉速、铸坯尺寸和过热度下铸坯的温度分布 |
| 3.2 拉速对铸坯温度分布的影响 |
| 3.3 过热度对铸坯温度分布的影响 |
| 3.4 板坯厚度对铸坯温度分布的影响 |
| 3.5 铸坯坯壳的生长 |
| 3.5.1 拉速对坯壳生长的影响 |
| 3.5.2 过热度对坯壳生长的影响 |
| 3.5.3 板坯厚度对坯壳生长的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铸坯在结晶器内的应力分布及坯壳收缩 |
| 4.1 典型拉速、尺寸及过热度下铸坯的应力分布和坯壳收缩 |
| 4.2 拉速对铸坯应力、应变及坯壳收缩的影响 |
| 4.3 过热度对铸坯应力、应变及坯壳收缩的影响 |
| 4.4 板坯厚度对铸坯应力、应变及坯壳收缩的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 不同工艺条件下结晶器的最佳锥度 |
| 5.1 不同拉速下结晶器窄面的最佳锥度 |
| 5.2 不同过热度下结晶器窄面的最佳锥度 |
| 5.3 不同板坯厚度下结晶器窄面的最佳锥度 |
| 5.4 铸坯角部和窄面中心锥度比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 附录 C |
| 附录 D |
| 附录 E |
| 附录 F |
| 附录 G |
| 附录 H |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）典型微合金化钢板坯角部横裂纹产生机理与倒角结晶器技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文主要创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微合金钢的研发现状及进展 |
| 1.1.1 微合金钢的发展及应用 |
| 1.1.2 微合金钢典型连铸生产工艺及特点 |
| 1.1.3 微合金铸坯及热轧板卷表面质量控制技术 |
| 1.2 连铸坯表面横裂纹形成机理 |
| 1.2.1 连铸过程的应力应变 |
| 1.2.2 连铸坯的延展性 |
| 1.2.3 铸坯高温延展性的影响因素 |
| 1.2.4 铸坯横裂纹形成机理的相关研究 |
| 1.3 连铸坯表面横裂纹的控制措施 |
| 1.3.1 钢的化学成分优化设计 |
| 1.3.2 结晶器传热、振动和锥度调控 |
| 1.3.3 结晶器保护渣技术 |
| 1.3.4 连铸二冷技术 |
| 1.3.5 铸坯边角部温度控制技术 |
| 1.3.6 铸坯表层组织控制技术 |
| 1.3.7 结晶器角部结构优化技术 |
| 1.4 文献小结及研究内容 |
| 1.4.1 文献小结及研究背景 |
| 1.4.2 研究目标及内容 |
| 第二章 板坯角部横裂纹产生机理 |
| 2.1 曹妃甸大板坯连铸机生产现状及铸坯角部横裂纹形貌 |
| 2.2 铸坯角横裂形成的原因分析 |
| 2.2.1 典型微合金钢中主要氮化物、碳氮化物析出的热力学分析 |
| 2.2.2 钢中的析出物对铸坯延塑性的影响 |
| 2.2.3 铸坯内弧角部横裂纹的形成原因 |
| 2.2.4 铸坯外弧角部横裂纹的形成原因 |
| 2.3 卧坯试验 |
| 2.3.1 试验目的 |
| 2.3.2 研究方法 |
| 2.3.3 检测结果 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 倒角结晶器内钢液的流动、传热和凝固数值模拟 |
| 3.1 数学模型假设及板坯凝固模型的建立 |
| 3.2 计算几何模型及计算边界处理 |
| 3.2.1 计算几何模型 |
| 3.2.2 计算边界条件 |
| 3.3 计算方法及收敛标准 |
| 3.4 计算结果 |
| 3.4.1 不同倒角角度对结晶器内钢水流动、传热和凝固的影响 |
| 3.4.2 不同倒角长度对结晶器内钢水流动、传热和凝固的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 倒角坯矫直过程模拟研究 |
| 4.1 数学模拟方法 |
| 4.1.1 数学模拟方法介绍 |
| 4.1.2 本章的主要研究内容 |
| 4.2 矫直过程数学模型 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 控制方程 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.2.4 沙漏控制 |
| 4.2.5 施加载荷 |
| 4.2.6 几何模型及网格划分 |
| 4.2.7 求解方法及收敛判据 |
| 4.3 板坯连铸过程基本参数及工艺 |
| 4.3.1 模拟过程主要技术参数 |
| 4.3.2 基本力学参数-----弹性模量和泊松比 |
| 4.4 模拟结果分析 |
| 4.4.1 模拟分析计算方案 |
| 4.4.2 常规铸坯矫直过程各向等效应力应变分布 |
| 4.4.3 铸坯温度对铸坯矫直过程的影响 |
| 4.4.4 倒角角度对铸坯矫直过程的影响 |
| 4.4.5 倒角角度对铸坯矫直过程的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 倒角结晶器技术的工业试验研究 |
| 5.1 倒角结晶器工业试验研究方案 |
| 5.1.1 首钢京唐公司板坯连铸生产工艺流程、装备及技术特点 |
| 5.1.2 首钢京唐公司板坯连铸生产工艺流程、装备及技术特点 |
| 5.2 倒角结晶器工业试验结果及分析 |
| 5.2.1 倒角结晶器试验概况 |
| 5.2.2 倒角结晶器对典型连铸工艺过程参数的影响 |
| 5.2.3 倒角结晶器对板坯角部温度的影响 |
| 5.2.4 倒角结晶器对微合金钢板坯角横裂的影响 |
| 5.2.5 带倒角板坯偏离角纵裂形成原因及控制研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录主要符号表 |
| 作者在攻读学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
四、弯月面的热分析——评价板坯表面质量的工具（论文参考文献）
- [1]基于粗糙度的包晶钢初始凝固收缩表征及裂纹敏感性研究[D]. 郭军力. 重庆大学, 2020(02)
- [2]Q345钢板坯连铸凝固过程数值模拟及工艺优化研究[D]. 宁勤恒. 郑州大学, 2019(09)
- [3]宽厚板结晶器钢液流动及传热凝固耦合行为数值模拟研究[D]. 黄旭. 辽宁科技大学, 2019(01)
- [4]铜结晶器激光熔覆双梯度涂层制备及热力行为研究[D]. 傅卫. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [5]电磁场作用下连铸保护渣润滑行为解析[D]. 杨帆. 华北理工大学, 2019(01)
- [6]高锰高铝钢连铸结晶器的润滑特性与传热行为研究[D]. 杨杰. 东北大学, 2018(01)
- [7]连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论的研究[D]. 郭龙. 燕山大学, 2018
- [8]16MnD-R钢板坯连铸保护渣性能研究[D]. 华江峰. 西安建筑科技大学, 2016(02)
- [9]宽厚板坯连铸结晶器锥度研究[D]. 申文军. 内蒙古科技大学, 2013(06)
- [10]典型微合金化钢板坯角部横裂纹产生机理与倒角结晶器技术研究[D]. 杨春政. 上海大学, 2011(07)