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1连续铸钢生产及技术的发展1

1.1 连续铸钢生产的特点1

1.2 连续铸钢技术的发展2

1.2.1 世界连铸技术的发展历程2

1.2.2 我国连铸技术的发展历程4

1.3 现代连铸技术的研究及应用5

1.3.1 现代化连铸机的主要技术特征5

1.3.2 高效连铸技术6

1.3.3 薄板坯连铸连轧技术13

1.3.4 薄带连铸技术17

参考文献19

2连铸机机型及主要设备21

2.1 连铸机的主要机型21

2.1.1 立式连铸机21

2.1.2 立弯式连铸机22

2.1.3 弧形连铸机22

2.1.4 水平连铸机24

2.1.5 旋转式连铸机24

2.2 连铸车间的主要设备25

2.2.1 连铸设备的构成25

2.2.2 钢包及钢包回转台26

2.2.3 中间包及中间包车26

2.2.4 结晶器及振动装置28

2.2.5 二次冷却装置30

2.2.6 拉坯矫直装置32

2.2.7 引锭装置和铸坯切割装置33

参考文献35

3连铸坯的热行为研究36

3.1 连铸凝固传热过程及特点36

3.1.1 连铸凝固传热的过程36

3.1.2 连铸凝固传热特点36

3.2 结晶器传热与凝固38

3.2.1 钢水在结晶器中的凝固过程38

3.2.2 结晶器传热量的计算39

3.2.3 影响结晶器传热的因素42

3.2.4 结晶器冷却强度与坯壳厚度的关系45

3.3 二冷区的传热与凝固47

3.3.1 二冷区的传热47

3.3.2 影响二冷区传热的因素48

3.3.3 二冷区坯壳的生长50

3.4 连铸坯凝固传热的数学模型50

3.4.1 凝固传热微分方程50

3.4.2 初始条件及边界条件的确定51

3.4.3 物性参数的确定52

3.5 连铸坯温度场计算实例54

3.5.1 圆坯温度场仿真54

3.5.2 板坯温度场仿真57

3.5.3 圆坯凝固过程应力和应变有限元仿真59

参考文献62

4钢包回转台的力学行为研究63

4.1 钢包回转台的分类及结构参数63

4.1.1 钢包回转台的分类63

4.1.2 典型钢包回转台的主要参数67

4.2 钢包回转台主要部件的强度分析68

4.3 钢包回转台动态特性71

4.3.1 连杆式钢包回转台动态特性分析71

4.3.2 钢包回转台动荷系数计算研究73

4.4 钢包回转台支撑臂疲劳寿命分析75

4.4.1 支撑臂的载荷谱及疲劳校核点的选定75

4.4.2 材料S-N曲线及支撑臂S-N曲线77

4.4.3 非零应力均值的修正和Miner损伤累积准则的应用77

4.4.4 支撑臂焊缝的疲劳寿命计算78

4.5 钢包回转台螺栓强度分析80

4.5.1 连接推力轴承的螺栓及地脚螺栓的计算80

4.5.2 钢包回转台连接螺栓和地脚螺栓强度及有限元分析81

参考文献83

5钢包的热行为和力学行为85

5.1 钢包传热及热循环过程85

5.1.1 钢包传热研究的进步85

5.1.2 钢包热循环实测研究86

5.2 钢包温度场数值模拟及测试87

5.2.1 烘烤过程钢包包壳及包壁温度场研究87

5.2.2 钢包稳态温度场的研究90

5.3 钢包应力场数值模拟91

5.3.1 受钢工况钢包包壁应力场的模拟91

5.3.2 钢包工作衬对钢包应力影响的研究92

5.4 300t钢包裂纹生成分析及钢包改制研究工作实例93

5.4.1 300t钢包裂纹统计及分析93

5.4.2 300t钢包包壳表面温度测试及数值模拟95

5.4.3 300t钢包包壳永久变形测试及包壳材料试验研究96

5.4.4 300t钢包包壳应力分析100

5.4.5 钢包的倾翻力矩和倾翻带强度计算101

参考文献102

6结晶器现代设计及力学行为研究103

6.1 板坯结晶器的现代设计103

6.1.1 结晶器内的铸坯凝固行为研究104

6.1.2 结晶器铜板的热机耦合分析106

6.2 方坯连铸机的现代设计108

6.2.1 小方坯连铸机有限元分析109

6.2.2 结晶器的锥度曲线114

6.3 连铸圆坯结晶器的设计115

6.4 连铸异型坯结晶器117

6.4.1 连铸异型坯结晶器的分析117

6.4.2 结晶器内腔断面选取原则120

6.4.3 异型坯结晶器的主要参数120

6.5 薄板坯连铸结晶器设计121

6.5.1 薄板坯连铸结晶器的类型121

6.5.2 漏斗形薄板坯连铸结晶器的内腔形状设计原理121

6.5.3 薄板坯连铸结晶器现代设计129

参考文献136

7结晶器振动技术研究138

7.1 铸坯振痕138

7.2 正弦振动参数设置140

7.2.1 正弦振动波形函数140

7.2.2 正弦振动的工艺参数确定140

7.2.3 振动基本参数确定142

7.2.4 正弦振动结晶器振动参数确定实例143

7.3 非正弦振动规律及振动参数145

7.3.1 非正弦振动波形及波形函数145

7.3.2 非正弦振动参数149

7.3.3 非正弦振动参数的确定150

7.4 常用的结晶器振动装置151

7.4.1 四连杆振动机构151

7.4.2 四偏心振动机构151

7.4.3 弹簧板导向的结晶器振动机构152

7.4.4 液压振动机构153

7.4.5 本体振动式方坯结晶器154

7.5 结晶器振动机构研究154

7.5.1 结晶器振动机构的运动学和动力学分析155

7.5.2 基于虚拟样机技术的结晶器振动机构的动力学分析159

7.5.3 结晶器振动装置模态分析161

7.5.4 结晶器振动机构强度仿真分析162

7.6 振动装置的选择与应用165

参考文献165

8铸坯的高温本构方程166

8.1 铸坯高温本构方程研究现状166

8.1.1 弹塑性本构模型166

8.1.2 黏弹性本构模型166

8.1.3 黏弹塑性本构模型167

8.2 铸坯高温力学性能试验分析168

8.2.1 试验方案设计168

8.2.2 连铸坯高温拉伸实验结果分析——流变应力变化规律171

8.3 连铸坯高温固相本构关系175

8.3.1 连铸坯指数型Arrhenius本构模型176

8.3.2 连铸坯时间硬化本构模型178

8.3.3 连铸坯的应变硬化本构模型及修正181

8.3.4 连铸坯分段本构模型185

参考文献189

9连铸顶弯与矫直过程的坯壳行为及仿真研究191

9.1 概述191

9.1.1 铸坯的带液芯弯曲191

9.1.2 铸坯的带液芯矫直192

9.2 矫直力经典计算方法194

9.2.1 矫直力的经典理论计算方法194

9.2.2 带液芯弯曲/矫直时的裂纹控制195

9.3 高温铸坯的蠕变材料模型199

9.3.1 目前铸坯常见的蠕变材料模型199

9.3.2 高温铸坯蠕变材料模型的确定201

9.4 连铸坯带液芯顶弯过程仿真205

9.5 大断面合金钢连铸坯矫直过程仿真研究208

9.5.1 大断面矩形坯连铸带液芯矫直仿真研究208

9.5.2 大断面圆坯连铸带液芯矫直仿真研究211

参考文献213

10凝固末端轻压下技术215

10.1 连铸坯的内部质量与凝固末端轻压下技术215

10.1.1 连铸坯的中心缺陷及造成原因215

10.1.2 凝固末端轻压下改善铸坯内部质量机理216

10.1.3 凝固末端轻压下的应用218

10.2 凝固末端轻压下关键技术220

10.2.1 压下位置及区域的确定220

10.2.2 压下制度的确定222

10.3 板坯连铸凝固末端轻压下技术224

10.3.1 板坯连铸凝固末端动态轻压下技术的设备基础225

10.3.2 轻压下位置与区域的在线确定方法227

10.3.3 板坯连铸轻压下的压下制度228

10.3.4 人为鼓肚轻压下技术230

10.4 连铸坯固液界面的临界应变231

10.5 方坯/矩形坯连铸凝固末端轻压下仿真研究232

10.5.1 方坯/矩形坯连铸凝固末端轻压下仿真模型233

10.5.2 轻压下作用条件下铸坯的应力应变233

10.5.3 辊形对轻压下效果的影响仿真研究235

10.5.4 方坯连铸动态轻压下工艺仿真分析实例236

10.6 板坯凝固末端压下模型的研究238

10.6.1 压下区间对压下结果的影响238

10.6.2 压下分配对压下结果的影响240

10.6.3 压下总量对压下结果的影响240

参考文献242

11连铸扇形段铸坯鼓肚变形及辊缝控制技术244

11.1 连铸坯鼓肚问题的理论解析244

11.1.1 连铸坯的鼓肚变形244

11.1.2 板坯连铸鼓肚变形解析解244

11.1.3 板坯连铸鼓肚变形的有限元仿真248

11.1.4 板坯连铸鼓肚变形改进的三维仿真模型251

11.1.5 连铸过程中的鼓肚遗传研究255

11.2 连铸机辊列设计计算257

11.2.1 直弧形连铸机辊列设计计算257

11.2.2 大方坯连铸机辊列设计263

11.3 板坯连铸机辊缝控制技术264

11.3.1 基于凝固收缩的板坯连铸机辊缝的研究264

11.3.2 连铸机辊列辊缝的优化控制266

11.3.3 板坯连铸机辊缝波动对浇铸状态的影响267

11.3.4 板坯连铸机悬浮式液压扇形段工作特性研究270

参考文献271

12连铸过程检测技术273

12.1 钢包下渣检测273

12.1.1 涡流感应式下渣检测仪273

12.1.2 光导式下渣检测仪273

12.2 中间包钢水温度测定274

12.2.1 中间包钢水温度的点测274

12.2.2 中间包钢水温度的连续测定274

12.2.3 黑体空腔式钢水连续测温方法275

12.3 结晶器内钢水液面检测276

12.3.1 射线型液面检测276

12.3.2 电磁型液面检测277

12.3.3 涡流型液面检测278

12.3.4 热电偶法液面检测278

12.3.5 激光法液面检测279

12.4 结晶器热流检测与防漏钢在线预报279

12.5 铸坯表面温度检测技术281

12.5.1 红外测温原理282

12.5.2 红外测温方式282

12.6 连铸坯凝固坯壳厚度射钉法测量285

12.6.1 射钉试验方法及原理286

12.6.2 射钉试验工作步骤286

12.6.3 射钉坯壳厚度测试结果的应用287

12.7 辊间距检测方法288

12.7.1 无线电式辊间距测定装置288

12.7.2 激光法辊间距测定装置289

12.7.3 多功能辊缝仪289

12.8 结晶器铜管锥度检测291

12.9 铸坯表面缺陷在线检测291

12.9.1 工业电视摄像法291

12.9.2 涡流检测法291

参考文献293