条形材铸轧区温度场分布与气隙对铸轧过程影响

摘要：条形材铸轧技术作为冶金及研究领域内的一项前沿技术,是一项将凝固和变形在一起的技术。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浇铸单线或双线条形材双辊式连续铸轧新工艺。,金属条形材的传统生产方式多连铸→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。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,成品组织和性能可改善。铸轧速度的提高,铸轧区内金属的流变被强化,高温液-固流变更为,在液-固临界点迅速强力轧制,对于下铸轧区温度场的研究还是较少,其间条形材的热力学亦用传统的规律来分析。为了能准确认识铸轧中的一些新现象和建立条形材生产中最优工艺系统,对极为强化的条形材铸轧温度场基本规律的研究己是十分迫切的。在总结板带铸轧技术研究现状的基础上,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-1500热/力模拟实验机了铸轧的物理模拟实验研究,分别在不同的应变速率、应变量、应变温度下对铝的应变力了分析,同时,对铝合金在液固相变与热形变中的流变及其影响因素了系列的实验研究,了铝材在这一特定中应变力的变化情况。条形材双辊铸轧中工艺参数间的匹配较复杂,如果实验的方法来研究工艺因素变化对薄带凝固组织的影响,则难度高、工作量大。而数值模拟的办法,则可以大幅度减少工作量。基于传热学和有限元基本理论,建立了凝固条形材与轧辊热传导耦合分析的有限元数学模型,在此基础上应用ProCAST软件对条形材铸轧温度场了分析,了在一定条件下铸轧区的温度场和铸轧辊的温度场的变化情况。并且气隙对铸轧的界面接触热阻、接触载荷、传热的影响了研究。关键词：条形材铸轧论文传热论文温度场论文物理模拟论文数值模拟论文

摘要6-7

Abstract7-9

章 绪论9-17

1.1 课题来源、研究目的及9-12

1.2 传统连续铸轧技术的发展与铸轧技术的开发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 铸轧技术的开发14-17

章 条形材连续铸轧中的传热分析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问题的处理26-33

2.4.1 液/固界面控制方程26-27

2.4.2 绝的确定27-29

2.4.3 金属流体与铸轧辊表面接触热阻的确定29-33

章 气隙对铸轧的影响33-44

3.1 金属凝固中界面接触热阻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

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63-65

5.2.5 试验结果与分析65-70

70-72