依据温度场和应力场的钢锭模结构优化设计

本文提出以钢锭模一个使用周期的温度场和应力场的数值模拟结果为依据优化设计钢锭模的方法。用这一方法设计的钢锭模投入使用的结果,平均模耗由18.62kg/t降低到6.5kg/t。

球铁钢锭模设计的改进

本义探讨了球铁钢锭模在使用过程中变形卡锭的原因,对两种锭模的实验模型进行温度和应力的测试结果表明:具有曲面设计特点的实验模型有效地改善了其高温区的应力分布状态。根据模拟实验结果,设计了具有曲面的球铁钢锭模,使钢锭模消耗从原来的18.62 kg/t下降到6.50 kg/t,钢锭模平均使用次数从原来的54.59次提高到137.8次。鞍山钢铁公司在一种锭型上推广应用该技术,年获经济效益达350万元以上。

厚大断面球铁钢锭模铸造质量分析

利用计算机数值模拟技术分析了厚大断面(150mm)球铁钢锭模的凝固进程,实测了球铁钢锭模的温度场,解剖钢锭模分析了各部位的金相组织、石墨形态及力学性能。结果表明;1)在钢锭模围带处加一条状冷铁,明显地改变了钢锭模的凝固进程,消除了围带处缩孔、缩松缺陷。2)钢锭模共晶凝固结束时间长达481min,石墨球化明显衰退。

方型钢锭模凝固进程的数值模拟及铸造工艺的改进

对鞍钢Zx8.3t高炉铁水钢锭模的现行工艺进行了模拟计算分析,实测了钢锭模凝固时的温度场,提出了四种铸造工艺改进方案。结果表明,在钢锭模底部加一冷铁,显著地改变了钢锭模的凝固进程,消除了原铸造工艺在钢锭模围带处的缩孔缺陷,提高了钢锭模的铸造质量。

扁型钢锭模冷态物理模拟实验

通过对钢锭模使用过程中的冷态模拟实验,分析了实验模型的温度分布和应力分布,提出了钢锭模在使用过程中的受力状态可分为三个阶段;即低温热冲击、高温热疲劳和脱模后第二类裂纹形成阶段。发现第一类裂纹主要产生在浇铸后10m1n的低温热冲击和脱模前的高温热疲劳阶段。另外,还发现浇铸速度的增大使产生最大热应力的时刻提前,热应力随冒口浇高的增加而增大。

Zx8.3t球铁钢锭模结构研究

对 Zx8.3t 球铁钢锭摸在使用过程中的变形卡锭机制进行了系统研究。高温,低温模拟实验结果表明:Zx8.3t 球铁钢锭模在使用过程中,由于高温区平均温度达600℃以上,致使球铁的屈服强度下降,在热应力的作用下,产生向钢锭模内腔变形。通过增大高温区的热容量,改变钢锭模的外形结构,有效地防止了高温区变形,使钢锭模消耗从原来的18.62kg/t,下降到6.50kg/t,钢锭模使用次数从54.59次提高到137.8次。

铸铁的高温应力—应变行为

本文测试了不同基体组织的灰铁、蠕铁及球铁的高温应力—应变曲线(室温～1000℃)。结果表明、无论是灰铁、蠕铁还是球铁,常温下均呈脆性材料性质。但随着温度的提高,球铁与灰铁呈现出不同的应力—应变特征,球铁存在弹性变形与塑性变形的转变点,弹性变形量减少,塑性变形量增加。当温度超过α-γ相变点时 应变以塑性应变分量为主,进入塑性状态。而灰铁为非线弹性体,没有明显的弹塑性转变点;基体组织不同时,铸铁的强度及塑性指标相差较大,在室温至(α-γ)相变点间,珠光体基体铸铁的强度高于铁素体基体铸铁,而塑性低于铁素体铸铁,在α-γ相变点至1000℃,各种基体铸铁的强度趋于一致,延伸率急速增大,在800～900℃左右有一峰值。