双辊薄带铸轧熔池温度场的在线计算模型.pdf

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1、第34卷第5期东北大学学报(自然科学版)Vo1．34，No．52013年5月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Mav2013双辊薄带铸轧熔池温度场的在线计算模型崔海涛，曹光明，李成刚，王国栋(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110819)摘要：合理简化双辊薄带铸轧的熔池换热边界条件，采用热平衡法推导出熔池温度场的计算模型．该模型考虑了浇铸温度、铸轧速度、辊缝、铸辊温度等工艺参数对熔池温度场的影响，其计算速度和计算精度能够满足实时在线控制要求．根据模型计

2、算结果分析了影响熔池温度场的主要因素，得到了铸轧在线控制的深层规律，并在多次的铸轧实验中验证了模型的正确性．关键词：双辊薄带铸轧；熔池；温度场；铸速；凝固终点中图分类号：TG335文献标志码：A文章编号：1005—3026(2013)05—0669—04OnlineTemperatureFieldCalculationofMoltenPoolDuringTwin—RollStripCastingCU／Hai—tao，CAOGuang—ming，LICheng—gang，WANGGuo—do，l(TheStateKeyLaborat

3、oryofRolling&Automation，NortheasternUniversity，Shenyang110819，ChinaCorrespondingauthor：CUIHai—tao，E—mail：cuihaitaoral@163．com)Abstract：Bysimplifyingreasonablytheheattransferboundaryconditionsofmoltenpoolintwin—rollstripcasting，thetemperaturefieldmodelofmoltenpoolwasde

4、ducedbythermalbalancemethod．Theeffectsofcastingtemperature，castingspeed，gapandcastingrollstemperatureonmoltenpooltemperaturefieldwereconsideredinthemode1．Themodel’Scomputingspeedandaccuracysatisfiedtherequirementofreal—timeon—linecontro1．Themainfactorsthataffectthemol

5、tenpoolwerediscussedbasedonthecalculationresultsandtheon-·linecontrolrulesintwin-·rollstripcastingwereobtained．Thecorrectnessofmodelwasverifiedintwin-rollstripcastingexperiments．Keywords：twin—rollstripcasting；moltenpool；temperaturefield；castingspeed；solidificationendp

6、oint双辊薄带铸轧机以转动的两个铸辊为结晶本文通过合理简化熔池温度场换热边界条器，把钢水直接注入铸辊和侧封板组成的熔池内，件，采用热平衡法推导出熔池温度场的在线计算将液态钢水直接生产成目标厚度的薄带．铸轧过模型．该模型正确、全面地反映了各个工艺参数对程十分复杂，影响因素众多，如浸入式水口的形状熔池温度场的影响，可以实时计算熔池状态，为铸及钢水注入率、钢水过热度、轧辊温度、铸轧速度轧速度、钢水液位等工艺参数的在线控制提供了等．相关工艺参数对铸轧过程的影响研究，国内外依据．学者已经做了大量研究工作¨。J．但是，大多数的研究工作都是采

7、用商用有限元软件进行模拟，如熔池温度场简化处理模拟铸辊温度场变化、熔池内金属流动特性等．这些模拟软件使用复杂，难以应用到薄带铸轧的在熔池由铸辊和侧封板组成，为便于模型计算，线控制中．对熔池温度场进行以下简化处理：收稿日期：20l2—11一l5基金项目：国家自然科学基金资助项目(51004035)．作者简介：崔海涛(1982一)，男，山东招远人，东北大学博士后研究人员；王国栋(1942一)，男，辽宁大连人，东北大学教授，博士生导师，中国工程院院士．第5期崔海涛等：双辊薄带铸轧熔池温度场的在线计算模型671将上述热平衡方程变换为关于“

8、的显式横向裂纹，用该模型可以如此解释：由于铸速、方程，以△f为时间步长，通过迭代便可计算出传浇铸温度等原因引起凝固终点位置过高，导致相热单元与铸辊在接触时间t内的温度场变化．根对压下量过大，从而产生横向裂纹，而凝固点高最据该钢种的固相线温度判断各个