双辊铸轧薄带钢过程数值模拟及实验研究

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1绪论

1.1双辊铸轧薄带钢的工艺特点

1.2双辊铸轧薄带钢技术的发展概况

1.2.1国外双辊铸轧薄带钢技术的发展概况

1.2.2国内双辊铸轧薄带钢技术的研究开发情况

1.3双辊铸轧薄带钢过程的理论研究状况

1.3.1双辊铸轧过程的数学解析

1.3.2双辊铸轧过程的数值模拟

1.4双辊铸轧薄带钢过程的实验研究状况

1.5双辊铸轧过程中铸辊的模拟研究状况

1.6本研究的目的、意义和主要内容

1.6.1本研究的目的、意义

1.6.2本研究的主要内容

2双辊铸轧过程流动和传热的耦合分析理论

2.1引言

2.2双辊铸轧过程熔池内流动的数学描述

2.2.1湍流流动的数学描述

2.2.2雷诺应力

2.2.3近壁面处湍流问题的处理

2.3双辊铸轧过程流热耦合的基本假设与控制方程

2.3.1基本假设

2.3.2连续方程和动量方程

2.3.3能量方程

2.3.4湍流模型

2.4双辊铸轧过程流热耦合数值模拟中几个重要问题的处理

2.4.1固相率与温度的关系

2.4.2凝固潜热(内热源项Qv)的处理

2.4.3有效粘度模型的处理

2.5流热耦合的求解过程

2.6本章小结

3熔池温度场和流场的耦合数值模拟

3.1引言

3.2计算区域与网格划分

3.3边界条件的处理

3.4模拟条件

3.5工艺参数对熔池内流场和温度场的影响

3.5.1浇注温度对熔池内流场和温度场的影响

3.5.2铸轧速度对熔池内流场和温度场的影响

3.5.3熔池液面高度对熔池内流场和温度场的影响

3.5.4水口的出口角度对熔池内流场和温度场的影响

3.5.5水口浸入深度对熔池内流场和温度场的影响

3.5.6辊套材质对熔池内流场和温度场的影响

3.6本章小结

4铸辊温度场、热应力及热变形的有限元模拟

4.1引言

4.2温度场、热应力有限元模拟理论

4.2.1微元体内的能量守恒

4.2.2导热微分方程

4.2.3初始条件和边界条件

4.2.4有限元计算公式

4.3铸辊温度场及热应力模拟模型的建立及边界条件处理

4.3.1模型的建立及网格的划分

4.3.2初始条件和边界条件

4.3.3模拟条件

4.4铸辊的温度场和热应力模拟结果及讨论

4.4.1铸轧速度的影响

4.4.2接触角度的影响

4.4.3不同冷却强度的影响

4.4.4辊套厚度的影响

4.4.5冷却水孔位置的影响

4.4.6铸辊辊套材质的影响

4.4.7铸辊表面覆层厚度的影响

4.5铸辊的热变形分析

4.6本章小结

5铸轧实验设备开发及铸辊结构分析

5.1引言

5.2双辊铸轧薄带钢设备研制

5.2.1新型等径水平式双辊铸轧机设备开发

5.2.2工艺参数检测系统的建立

5.3铸辊结构分析

5.3.1铸辊失效形式及提高寿命的途径

5.3.2铸辊热平衡计算

5.3.3影响铸辊设计的主要因素分析

5.4本章小结

6双辊铸轧薄带钢实验研究

6.1引言

6.2双辊铸轧薄带钢实验过程

6.3双辊铸轧高速钢薄带实验结果及分析

6.3.1铸轧高速钢薄带的显微组织及碳化物形态

6.3.2铸轧高速钢薄带退火过程中碳化物球化机理

6.4双辊铸轧不锈钢实验结果及分析

6.4.1铸轧不锈钢铸带的显微组织

6.4.2铸轧工艺参数的影响分析

6.4.3铸轧薄带钢工艺稳定性分析

6.5模拟结果实验验证

6.6本章小结

7结论

参考文献

攻读博士学位期间撰写的论文

致谢

作者从事科学研究和学习的简历