金属学报  2011, Vol. 47 Issue (12): 1503-1512    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00194

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高速钢复合轧辊连铸复合过程温度场的数值模拟 II. 铜结晶器法

冯明杰,王恩刚,赫冀成

东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室, 沈阳 110819

NUMERICAL SIMULATION ON TEMPERATURE FIELD IN HIGH SPEED STEEL COMPOSITE ROLL DURING CONTINUOUS POURING PROCESS FOR CLADDING II. Copper Mould Method

FENG Mingjie, WANG Engang, HE Jicheng

Key Laboratory of National Education Ministry for Electromagnetic Processing of Materials, Northeastern University, Shenyang 110819

冯明杰 王恩刚 赫冀成. 高速钢复合轧辊连铸复合过程温度场的数值模拟 II. 铜结晶器法[J]. 金属学报, 2011, 47(12): 1503-1512.
, , , . NUMERICAL SIMULATION ON TEMPERATURE FIELD IN HIGH SPEED STEEL COMPOSITE ROLL DURING CONTINUOUS POURING PROCESS FOR CLADDING
II. Copper Mould Method[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(12): 1503-1512.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(964 KB)   摘要: 以Fluent 6.3为计算平台, 采用数值模拟的方法研究了铜结晶器下浇注温度和拉坯速度等参数对高速钢复合轧辊连铸坯内温度分布的影响, 探求了适宜的连铸工艺条件, 在此基础上进行了拉坯实验. 结果表明, 拉坯速度和浇注温度是决定铜结晶器下辊坯能否顺利拉出和界面结合质量好坏的两个重要参数. 提高浇注温度和增大拉坯速度都利于实现两种金属之间的冶金结合. 但随着高速钢浇注温度的提高和拉坯速度的增大, 辊坯的液穴深度逐渐增长, 离开结晶器时的坯壳减薄, 拉漏的几率增大.拉坯速度和浇注温度之间存在着严格的匹配关, 适宜的浇注温度位于1873---1923 K之间, 适宜的拉坯速度位于0.3-0.5 m/min之间. 数值模拟和实验结果都表明, 在参数匹配得当的情况下, 采用铜结晶器连铸法可以制备出高速钢复合轧辊. 关键词 ： 高速钢复合轧辊,  连铸复合,  温度场,  复合界面     Abstract：The effects of pouring temperature and casting speed on temperature field in high speed steel composite roll billet under copper mold and the selection of optimistic continuous casting technique parameters were studied by use of numerical simulation method based on Fluent 6.3 software. At the same time, the pouring billets experiment was also executed based on the simulation results. The results indicate that the casting speed and pouring temperature are the most important parameters to determine that a high speed steel composite roll billet can be well poured or not and the quality of interface of bimetal composite is better or not. Increases in pouring temperature and casting speed are conducive to metallurgical bond between the two metals, but their moreincreasing will make the depth of melting zone increase, the thickness of solidifying shell decrease and the feasibility of breakout increase. The simulated appropriate pulling temperature and casting speed are about 1873—1923 K and 0.3—0.5 m/min, respectively, which are proved by experiment results. Key words： high speed steel composite roll    continuous pouring process for cladding    temperature field    interface of bimetal composite 收稿日期: 2011-04-02      基金资助: 国家高技术研究发展计划项目2003AA331050和国家自然科学基金项目200809123资助 作者简介: 冯明杰, 男, 1971年生, 副教授, 博士 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 冯明杰 王恩刚 王俊刚 赫冀成 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2011.00194      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I12/1503 [1] Walmag G, Skoczynski R J, Breyer J P. La Revue Metall–CIT, 2001; 98: 295 [2] Kunio G, yukio A. ISIJ Int, 1992; 32: 1131 [3] Sano Y, Thattori T, Haga M. ISIJ Int, 1992; 32: 1194 [4] Ichino K, Kataoka Y, Koseki T. Kawasaki Steel Technol Rep, 1997; 37(8): 13 [5] Feng M J, Wang E G, Wang J G, He J C. China Metall, 2006; 16(10): 14 (冯明杰, 王恩刚, 王俊刚, 赫冀成. 中国冶金, 2006; 16(10): 14) [6] Feng M J, Wang E G, He J C. Acta Metall Sin, 2011; 47: 1495 (冯明杰, 王恩刚, 赫冀成. 金属学报, 2011; 47: 1495) [7] Gan Y, Qiu S T, Xiao Z Q. Maths and Physics Simulation on Continuous Casting Steel. Beijing: Metallurgy Industry Press, 2001: 1 (干勇, 仇圣桃, 萧泽强. 连续铸钢过程数学物理模拟. 北京: 冶金工业出版社,2001: 1) [8] Fu H G, Xing J D. Steel Res Int, 2007; 78: 266 [9] Lino G D, Rodolfo D M. Steel Res, 2001; 72: 346 [10] Yu H Q, Zhu M Y. Acta Metall Sin, 2008; 44: 1465 (于海岐, 朱苗勇. 金属学报, 2008; 44: 1465) [11] Lei J M, Song W P, Cui X C. Chin J Mech Eng, 2001; 37(7): 74 (雷建民, 宋卫平, 崔小朝. 机械工程学报, 2001; 37(7): 74) [12] Jin B G, Wang Q, Liu Y. Chin J Nonferrous Met, 2006; 16: 1931 (金百刚, 王强, 刘燕. 中国有色金属学报, 2006; 16: 1931) [13] Meng X N, Zhun M Y, Liu X D. Acta Matell Sin, 2007; 43: 205 (孟祥宁, 朱苗勇, 刘旭东. 金属学报, 2007; 43: 205) [14] Yu H Q, Zhu M Y. Acta Metall Sin, 2008; 44: 619 (于海岐, 朱苗勇. 金属学报, 2008; 44: 619) [15] Ren B Z, Zhu M Y, Wang H D. Acta Metall Sin, 2008; 44: 507 (任兵芝, 朱苗勇, 王宏丹. 金属学报, 2008; 44: 507) [16] Xia X J, Wang H M, Dai Q X, Li G R, Zhao Y T. Chin J Nonferrous Met, 2008; 18: 529 (夏小江, 王宏明, 戴起勋, 李桂荣, 赵玉涛. 中国有色金属学报, 2008; 18: 529) [17] Feng M J, Wang E G, Deng A Y, He J C. J Northeast Univ (Nat Sci), 2006; 27: 665 (冯明杰, 王恩刚, 邓安元, 赫冀成. 东北大学学报(自然科学版), 2006; 27: 665) [1] 唐海燕, 李小松, 张硕, 张家泉. 基于恒过热控制的感应加热中间包内钢水的流动与传热[J]. 金属学报, 2020, 56(12): 1629-1642. [2] 刘新华, 付华栋, 何兴群, 付新彤, 江燕青, 谢建新. Cu-Al复合材料连铸直接成形数值模拟研究[J]. 金属学报, 2018, 54(3): 470-484. [3] 种晓宇, 汪广驰, 杜军, 蒋业华, 冯晶. ZTAp/HCCI复合材料凝固过程中的温度场和热应力的数值模拟[J]. 金属学报, 2018, 54(2): 314-324. [4] 陈亚东, 郑运荣, 冯强. 基于微观组织演变的DZ125定向凝固高压涡轮叶片服役温度场的评估方法研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(12): 1545-1556. [5] 薛鹏, 张星星, 吴利辉, 马宗义. 搅拌摩擦焊接与加工研究进展*[J]. 金属学报, 2016, 52(10): 1222-1238. [6] 赵博,武传松,贾传宝,袁新. 水下湿法FCAW焊缝成形的数值分析[J]. 金属学报, 2013, 49(7): 797-803. [7] 徐庆东,林鑫,宋梦华,杨海欧,黄卫东. 激光成形修复2Cr13不锈钢热影响区的组织研究[J]. 金属学报, 2013, 49(5): 605-613. [8] 庞瑞朋,王福明,张国庆,李长荣. 基于3D－CAFE法对430铁素体不锈钢凝固热参数的研究[J]. 金属学报, 2013, 49(10): 1234-1242. [9] 魏洁 董俊华 柯伟. 热轧螺纹钢化学剂冷却过程温度场的数值模拟及实验研究[J]. 金属学报, 2012, 48(1): 115-121. [10] 冯明杰 王恩刚 赫冀成. 高速钢复合轧辊连铸复合过程温度场的数值模拟 I. 石墨铸型法[J]. 金属学报, 2011, 47(12): 1495-1502. [11] 李宝宽 代凤羽 齐凤升 杨冉. 双水口注流连铸复合钢坯结晶器流场和合金元素浓度场研究[J]. 金属学报, 2010, 46(6): 736-742. [12] 于海岐 朱苗勇. 圆坯结晶器电磁搅拌过程三维流场与温度场数值模拟[J]. 金属学报, 2008, 44(12): 1465-1473. [13] 张琦; 王同敏; 李廷举; 金俊泽 . 行波磁场作用下空心管坯的两相凝固数值模拟[J]. 金属学报, 2007, 43(6): 668-672 . [14] 杨刚; 李宝宽; 于洋; 齐凤升 . 薄板坯连铸结晶器铜板的三维传热分析[J]. 金属学报, 2007, 43(3): 332-326 . [15] 封小松; 陈彦宾; 李俐群 . 镀锌板激光钎焊温度场的数值模拟[J]. 金属学报, 2006, 42(8): 882-886 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed