特殊钢模铸生产中钢锭模组合优化研究

针对特殊钢的生产特点,提出求解特殊钢模铸生产过程中的钢锭模组合优化问题的方法,该方法将钢锭模组合优化问题抽象为背包问题,并使用动态规划算法和递归回溯算法进行求解,能快速计算具有最优锻造比的钢锭模组合方案,还能计算所有满足要求的钢锭模组合,同时考虑了出钢量与电炉生产能力是否匹配的问题。通过对生产实例进行试验,验证了该方法的有效性,能够在一定程度上满足特殊钢企业的实际应用需求,对实际生产具有一定的指导意义。

链条式钢锭模清理机的设计

探讨了链条清理圆柱钢锭模和矩形钢锭模的机理．详细推导了链轴转速、链长、链展锥半角及链端与模壁接触倾角等参数之间的关系，为矩形钢锭模链条清理机的设计提供了理论依据，并分析了６５５ｍｍ×１４２５ｍｍ×２４００ｍｍ矩形钢锭模的结构特点，阐述厂双主链轴方案的优点，并导出了相关的技术参数．

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。

铸渗硼对灰铸铁钢锭模寿命的影响

在灰铸铁钢锭模内表面铸渗硼,可强化晶粒边界、稳定珠光体以及改善石墨形态和分布。从而可提高灰铸铁钢锭模内表面的热疲劳性能和抗氧化生长性能,使钢锭模使用寿命有显著提高。试验结果表明:铸渗硼灰铸铁钢锭模比同类灰铸铁钢锭模的使用寿命提高43％。通过试验优选出合硼合金涂料最佳配方和涂刷工艺,浇注结果表明铸渗表面质量良好、没有气孔、夹杂等缺陷。

大型扁型钢锭模的裂纹分析及结构优化设计

针对大型灰铸铁扁型钢锭模早期裂纹报废问题，采用计算机模拟计算技术对ＦＺ２５ｔ钢锭模使用过程的温度场、热应力和裂纹敏感系数的变化过程进行了数值计算分析，并优化了结构设计。

钢锭模用灰铸铁服役工况下的组织与力学行为研究

依据灰铁钢锭模的铸造工艺制作试样,通过试验手段,模拟其服役热历程,分析微观组织、力学行为与使用寿命的关系。重点考察不同热作用历程后铸铁的石墨基体与拉伸性能的变化规律。研究发现,珠光体灰铁试样在400℃附近存在抗拉强度随温度升高而增大的反常区,并认为这可能与预先热模拟处理后造成的内耗变化有关。试样经800℃保温3 h并控温冷却后,其600℃以下的抗拉强度可提高45%以上;同时,试样各温度下的抗拉强度均随热循环作用的次数(最多热循环处理50次)增加而减小,且这一现象在20次循环处理后尤为显著。基于光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等表征手段,揭示其拉伸性能、变形行为与基体组织形貌的相关性,并探讨大型灰铁钢锭模的失效机制和合理使用工艺。

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。

钢锭模用材质的断裂力学评价

测试分析评价了各种铸铁的疲劳裂纹扩展行为;1)铸铁的裂纹扩展速率按球铁、蠕铁及灰铁的顺序依次增大。2)铸铁的石墨形态不同,疲劳裂纹扩展行为相差很大。灰铁由于石墨片在共晶团内相互连接,疲劳裂纹沿着与外应力垂直的石墨片/基体边界连续扩展,对于球铁,当疲劳裂纹尖端扩展至石墨球中时。裂纹尖端被石墨球周围的基体钝化、需重新诱发裂纹。本文提出球铁疲劳裂纹扩展的物理模型。

重稀土蠕化剂在蠕墨铸铁钢锭模上的应用研究

浇注400mm×400mm×450mm的厚大断面蠕墨铸铁模拟试块,研究了3种不同稀土蠕化剂和冷铁对模拟试块组织和性能的影响。结果表明,使用冷铁可使共晶凝固开始时间提前30min,共晶凝固时间由4.2h缩短为1.25h;重稀土蠕化剂有良好的蠕化效果和抗衰退能力,模拟试块可获得最高的蠕化率和较好的组织均匀性。采用重稀土蠕化剂处理铁液试制了15t钢锭模,钢锭模附铸试块的蠕化率达到85%,力学性能达到RuT300水平。

材质对灰铁钢锭模使用寿命的影响

测定了两种灰铁材料的强度、弹性模量、热疲劳、热膨胀系数、导热系数。认为热疲劳是灰铁钢锭模非常重要的性能指标；铁素体抵抗热疲劳裂纹的能力比珠光体弱；保持灰铁高碳、低硅和高Ｍｎ／Ｓｉ比是保证灰铁钢锭模长寿低耗的重要条件。高炉铁水一般具有高碳低硅的特点。

10．7t稀土球铁钢锭模浇铸工况下热应力测试和分析

介绍了稀土球铁大型扁形钢锭模在浇铸工况下高温热应力的测试技术、方法和结果分析。

钢锭模设计与应用进展

从材质与组织、热疲劳和结构优化等方面阐述了钢锭模技术的发展历史与现状,总结了钢锭模技术的发展方向,钢锭模制造技术需要开发新的材料并提出具有通用性的设计准则。

铸铁钢锭模失效行为的综合分析

研究了热—力循环载荷作用下铸铁的组织结构和力学性能的变化规律,以钢锭模为例,利用弹塑性有限元法获得钢锭模一个使用周期中的热—力载荷谱,在热力模拟实验机上按照热—力载荷谱控制模拟实验过程。分析了铸铁钢锭模因产生早期裂纹、龟裂而失效的机制.并对铸铁件因热疲劳而破坏的微观机制进行了探讨.

灰铸铁钢锭模的材质与结构的优化

基于ABAQUS模拟了钢锭模工况下的热应力分布,并用正交试验法分析了材料热物参数和结构参数对热应力分布的影响。结果表明,降低材料的弹性模量和热膨胀系数、减小钢锭模内径和外表面换热系数、增加材料的导热系数,能够降低灰铸铁钢锭模外表面的横向拉应力,而在常用范围内模锭比的影响并不显著。

大型钢锭模铸造工艺的改进

针对以往大型钢锭模铸件内壁极易出现粘砂、夹砂、气孔、外表面极易有砂眼、缩孔及"胀肚"等缺陷,提出了大型钢锭模铸件铸造工艺的改进措施,使该铸件一级品达80%以上,废品率为零。

钢锭模温度场与应力场电算模型的研究

对鞍钢JB12.25吨扁锭应用直接差分法进行了钢锭温度场计算,又在IBM微机上应用有限元法进行了模子热应力场的的计算和分析,并对热应力的分布及变化规律作了初步讨论.采用该模型将为优化模型设计,均匀热应力分析和提高模子寿命奠定了基础.

钢锭模帽部结构的优化设计

本文利用数值模拟方法设计钢锭模帽部结构,改变了传统的钢锭模帽部结构设计方法,大大提高了钢锭模帽部结构设计的可靠性和科学性。文中提出了无二次缩孔、最小帽容比的钢锭模帽部结构优化准则,并为短计算机运算时间,建立了一种简易优化方法。通过对鞍钢Fx7.1t钢锭帽部测温实验验证了软件的可靠性。采用计算机提供的设计方案对鞍钢Jc10.66t钢锭模帽部结构进行优化设计,钢锭成坯率提高0.5%。

用冕宁稀土硅铁合金生产蠕铁钢锭模

用四川冕宁产稀土硅铁合金为主的蠕化剂 ,在冲天炉熔炼条件下实现了批量制取蠕铁钢锭模的稳定生产。

金属陶鉴表面复合钢锭模制备与应用的研究

本文采用表面浸渗复合技术制备金属陶瓷表面复合钢锭模，并对复合钢锭模的制备、使用寿命、所生产的钢锭质量、失效方式、复合层的组织形态等进行研究。结果表明，本方法可在钢锭模内表面获得2～5mm厚的金属陶瓷复合层，并可明显提高钢锭模的使用寿命和钢锭表面质量。

双包浇注钢锭模大平板的铸造工艺

分析了大平板铸件结构,确定了铸造工艺方案,并设计浇冒口系统。采用了2炉同时熔炼、双包铁水从两端浇注的工艺,解决了铸铁车间不能独立铸造大平板的难题。通过生产实践,取得了良好的效果。