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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6

1.3.1高效连铸技术6

1.3.2薄板坯连铸连轧技术11

1.3.3薄带连铸技术15

参考文献18

2连铸机机型及主要设备19

2.1连铸机的主要机型19

2.1.1立式连铸机19

2.1.2立弯式连铸机19

2.1.3弧形连铸机20

2.1.4水平连铸机22

2.1.5旋转式连铸机22

2.2连铸车间的主要设备23

2.2.1连铸设备的构成23

2.2.2钢包及钢包回转台24

2.2.3中间包及中间包车24

2.2.4结晶器及振动装置26

2.2.5二次冷却装置28

2.2.6拉坯矫直装置30

2.2.7引锭装置和铸坯切割装置31

2.3与连铸设备相关的一些新技术33

2.3.1现代化连铸机的主要技术特征33

2.3.2现代常规板坯连铸技术33

2.3.3中厚板坏连铸技术34

2.3.4薄板坯连铸技术35

2.4连铸设备设计计算36

2.4.1仿真计算在板坯连铸机设计中的应用36

2.4.2方坯连铸机二次冷却仿真通用软件37

2.4.3板坯连铸机和矩形坯连铸机辊列布置设计程序38

参考文献38

3连铸坯的热行为研究39

3.1连铸凝固传热过程及特点39

3.1.1连铸凝固传热的过程39

3.1.2连铸凝固传热特点39

3.2结晶器传热与凝固41

3.2.1钢水在结晶器中的凝固过程41

3.2.2结晶器传热量的计算42

3.2.3影响结晶器传热的因素45

3.2.4结晶器冷却强度与坯壳厚度的关系48

3.3二冷区的传热与凝固50

3.3.1二冷区的传热50

3.3.2影响二冷区传热的因素51

3.3.3二冷区坯壳的生长53

3.4连铸坯凝固传热的数学模型53

3.4.1凝固传热微分方程53

3.4.2初始条件及边界条件的确定54

3.4.3物性参数的确定55

3.5连铸坯温度场计算实例57

3.5.1圆坏温度场仿真57

3.5.2板坏温度场仿真60

3.5.3圆坯凝固过程应力和应变有限元仿真61

参考文献65

4钢包回转台的力学行为研究66

4.1钢包回转台的分类及结构参数66

4.1.1钢包回转台的分类66

4.1.2典型钢包回转台的主要参数69

4.2钢包回转台主要部件的强度分析71

4.2.1回转臂结构强度的解析计算71

4.2.2钢包回转台力学性能分析73

4.3钢包回转台动态特性78

4.3.1连杆式钢包回转台动态特性分析78

4.3.2钢包回转台动荷系数计算研究81

4.4钢包回转台支撑臂疲劳寿命分析83

4.4.1支撑臂的载荷谱及疲劳校核点的选定84

4.4.2材料S-N曲线及支撑臂S-N曲线85

4.4.3非零应力均值的修正和Miner损伤累积准则的应用86

4.4.4支撑臂焊缝的疲劳寿命计算86

4.5钢包回转台螺栓强度分析88

4.5.1连接推力轴承的螺栓及地脚螺栓的计算88

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90

参考文献92

5钢包的热行为和力学行为94

5.1钢包传热及热循环过程94

5.1.1钢包传热研究的进步94

5.1.2钢包热循环过程的传热数学模型95

5.1.3钢包热循环实测研究99

5.2钢包温度场数值模拟及测试101

5.2.1烘烤过程钢包包壳及包壁温度场研究101

5.2.2钢包稳态温度场的研究103

5.3钢包应力场数值模拟105

5.3.1受钢工况钢包包壁应力场的模拟105

5.3.2出口日本的300t钢包的有限元仿真分析105

5.3.3钢包工作衬对钢包应力影响的研究107

5.3.4钢包倾翻特性的有限元分析108

5.4 300t钢包裂纹生成分析及钢包改制研究工作实例109

5.4.1 300t钢包裂纹统计及分析110

5.4.2 300t钢包包壳表面温度测试及数值模拟111

5.4.3 300t钢包包壳永久变形测试及包壳材料试验研究114

5.4.4 300t钢包包壳应力分析116

5.4.5钢包的倾翻力矩和倾翻带强度计算117

参考文献118

6结晶器现代设计及力学行为研究120

6.1板坯结晶器的现代设计120

6.1.1结晶器内的铸坯凝固行为研究121

6.1.2结晶器铜板的热机耦合分析123

6.2方坯连铸机的现代设计126

6.2.1小方坯连铸机有限元分析126

6.2.2结晶器的锥度曲线131

6.3连铸圆坯结晶器的设计133

6.4连铸异型坯结晶器134

6.4.1连铸异型坏结晶器的分析135

6.4.2结晶器内腔断面选取原则137

6.4.3异型坯结晶器的主要参数138

6.5薄板坯连铸结晶器设计138

6.5.1薄板坯连铸结晶器的类型138

6.5.2漏斗形薄板坯连铸结晶器的内腔形状设计原理139

6.5.3薄板坯连铸结晶器现代设计146

参考文献153

7结晶器振动技术研究155

7.1铸坯振痕155

7.2正弦振动参数设置157

7.2.1正弦振动波形函数157

7.2.2正弦振动的工艺参数确定157

7.2.3振动基本参数确定159

7.2.4正弦振动结晶器振动参数确定实例160

7.3非正弦振动规律及振动参数162

7.3.1非正弦振动波形及波形函数162

7.3.2非正弦振动参数166

7.3.3非正弦振动参数的确定167

7.4常用的结晶器振动装置168

7.4.1四连杆振动机构168

7.4.2四偏心振动机构168

7.4.3弹簧板导向的结晶器振动机构169

7.4.4液压振动机构170

7.4.5本体振动式方坏结晶器171

7.5结晶器振动机构研究171

7.5.1结晶器振动机构的运动学和动力学分析172

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176

7.5.3结晶器振动装置模态分析177

7.5.4结晶器振动机构强度仿真分析179

7.6振动装置的选择与应用182

参考文献182

8连铸顶弯与矫直过程的坯壳行为及仿真研究183

8.1概述183

8.1.1铸坏的带液芯弯曲183

8.1.2铸坯的带液芯矫直184

8.2矫直力经典计算方法186

8.2.1矫直力的经典理论计算方法186

8.2.2带液芯弯曲/矫直时的裂纹控制187

8.3连铸坯带液芯顶弯过程仿真191

8.4板坯连铸带液芯矫直仿真研究192

8.4.1材料蠕变模型的确定192

8.4.2铸坯鼓肚二维动态模型研究195

8.4.3三维多辊动态模型的建立195

8.4.4典型仿真结果196

8.5大断面合金钢连铸坯矫直过程仿真研究196

8.5.1大断面矩形坯连铸带液芯矫直仿真研究197

8.5.2大断面圆坯连铸带液芯矫直仿真研究199

参考文献202

9凝固末端轻压下技术203

9.1连铸坯的内部质量与凝固末端轻压下技术203

9.1.1连铸坯的中心缺陷及造成原因203

9.1.2凝固末端轻压下改善铸坯内部质量机理204

9.1.3凝固末端轻压下的应用206

9.2凝固末端轻压下关键技术208

9.2.1压下位置及区域的确定208

9.2.2压下制度的确定210

9.3板坯连铸凝固末端轻压下技术213

9.3.1板坯连铸凝固末端动态轻压下技术的设备基础213

9.3.2轻压下位置与区域的在线确定方法215

9.3.3板坯连铸轻压下的压下制度217

9.3.4人为鼓肚轻压下技术218

9.4方坯/矩形坯连铸凝固末端轻压下仿真研究219

9.4.1方坯/矩形坯连铸凝固末端轻压下仿真模型220

9.4.2轻压下作用条件下铸坯的应力应变220

9.4.3辊形对轻压下效果的影响仿真研究221

9.4.4仿真分析实例223

参考文献225

10连铸扇形段铸坯鼓肚变形及辊缝控制技术227

10.1连铸坯鼓肚问题的理论解析227

10.1.1连铸坯的鼓肚变形227

10.1.2板坯连铸鼓肚变形解析解227

10.1.3板坯连铸鼓肚变形的有限元仿真231

10.2连铸机辊列设计计算236

10.2.1直弧形连铸机辊列设计计算236

10.2.2大方坯连铸机辊列设计242

10.3板坯连铸机辊缝控制技术243

10.3.1基于凝固收缩的板坯连铸机辊缝的研究243

10.3.2连铸机辊列辊缝的优化控制244

10.3.3板坯连铸机辊缝波动对浇铸状态的影响246

10.3.4板坯连铸机悬浮式液压扇形段工作特性研究248

参考文献250

11连铸过程检测技术252

11.1钢包下渣检测252

11.1.1涡流感应式下渣检测仪252

11.1.2光导式下渣检测仪252

11.2中间包钢水温度测定253

11.2.1中间包钢水温度的点测253

11.2.2中间包钢水温度的连续测定253

11.2.3黑体空腔式钢水连续测定方法254

11.3结晶器内钢水液面检测255

11.3.1射线型液面检测255

11.3.2电磁型液面检测256

11.3.3涡流型液面检测257

11.3.4热电偶法液面检测257

11.3.5激光法液面检测258

11.4结晶器热流检测与防漏钢在线预报258

11.5铸坯表面温度检测技术260

11.5.1红外测温原理261

11.5.2红外测温方式261

11.6连铸坯凝固坯壳厚度射钉法测量264

11.6.1射钉试验方法及原理265

11.6.2射钉试验工作步骤265

11.6.3射钉坯壳厚度测试结果的应用266

11.7辊间距检测方法267

11.7.1无线电式辊间距测定装置267

11.7.2激光法辊间距测定装置268

11.7.3多功能辊缝仪268

11.8结晶器铜管锥度检测270

11.9铸坯表面缺陷在线检测270

11.9.1工业电视摄像法270

11.9.2涡流检测法270

参考文献272