圆坯连铸凝固传热模拟及工艺研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文圆坯连铸凝固传热模拟及工艺研究作者姓名指导教师申请学位级别学科专业名称论文提交日期胡文县厦墓数援丕j匕太堂挝料墨冶金堂院娃学科类别盟化堂王茎2Q!垒生鱼旦论文答辩日期2Q!垒生鱼月学位授予日期2Q!垒生2旦答辩委员会主席评阅人东北大学2014年6月万方数据AThesisinMetallurgicalphysico—chemistryStudyontheSolidificationHeatTransferSimulationoftheRoundbilletContinuousCas

2、tingandItsProcessoptimizationByHuWenbingSupervisors：ProfessorLiYingNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：汐矿矽7．7学位论文版权

3、使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：馓亏、签字日期：切缈7．／导师签名：屎签字日期：矽，缘7。／万方数据东北大学硕士学位论文摘要圆坯连铸凝固传热模拟及工艺研究摘要油井管钢连铸过程中由于工艺参数的不合理，常常出现中心偏析、疏松

4、、缩孔以及等轴晶率偏低等缺陷，将导致产品的耐腐蚀性能大大降低。不仅给油田造成了巨大的经济损失，而且往往带来一些灾难性的后果。针对油井管圆坯连铸生产过程中出现的这些问题，本文进行了系统的研究和探索。本文以国内某大型钢铁企业的178mm圆坯连铸机作为研究对象，对其所生产的Q钢的凝固传热特性进行研究，通过ProCAST模拟软件对圆坯凝固传热过程进行模拟，并在此基础之上对圆坯连铸二冷配水工艺参数进行优化，并提出合理的连铸工艺参数。本文基于有限差分法和边界条件移动法建立了圆坯连铸凝固传热数学模型，结合现场工艺，设定了合理

5、的边界条件，模拟的连铸坯表面温度与现场实测值基本吻合。通过理论公式计算出Q钢的液相线温度和固相线温度分别为1508。C、1429。C，采用差热分析测定其液相线温度和固相线温度分别为1505℃、1424。C，误差≤0．35％。采用ProCAST模拟软件，对Q钢圆坯连铸凝固传热过程进行了模拟。结果表明：在末端电磁搅拌位置处，钢水过热度每增加10。C，铸坯外表面温度增加8。C；拉速每增加0．1m／min，铸坯表面温度升高8。C，且在空冷段铸坯表面温度增幅更大；比水量每增加0．05L／kg，铸坯表面温度降低8。C。根据

6、模拟结果，对Q钢圆坯连铸二冷配水制度进行优化研究，在满足冶金准则的约束条件下，优化前结晶器的总水量为bL／min，二冷段各区水量分别为AL／rain、BL／min、CL／min、DL／min，总水量为261L／min；优化后结晶器的总水量为1600L／min，二冷段各区水量分别为72L／min、96L／min、35L／min、25L／min，总水量为228L／min，相比优化前总水量减少了12．6％。二冷配水制度优化后，末端电磁搅拌位置处，连铸坯的凝固分数由90．7％降至75．3％，符合凝固末端连铸坯凝固率70

7、％一80％的理论要求。关键词：圆坯连铸；凝固传热；比水量；凝固末端位置万方数据东北大学硕士学位论文AbstractStudyontheSolidificationHeatTransferSimulationoftheRoundBilletContinuousCastingandItsProcessOptimizationAbstractIntheprocessofoilwellpipesteelcontinuouscasting，becauseoftheunreasonableuseoftechnicalpar

8、ameters，itoftenappearssomedefectssuchascentersegregation，porosity,shrinkageandthelowequiaxedcrystalratio，whichcausedthesharpdecreaseofmanypropertiesincludingcorrosionresistance．Ithasnotonlycause