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