结晶器角部几何特征对连铸坯角裂的影响机理

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基本信息

  • 批准号:
    51374260
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Transverse corner crack of continuous casting slab is one of the most typical and difficultly eliminated defects in micro-alloy continuous casting steel. In the project, one of the tasks is to establish a three-dimensional coupled mathematical model to simulate heat transfer between molten steel, mould copper plate and cooling water under different mould corner geometrical characteristics (vertical corner, round corner, big chamfer corner and polyline corner); the orther is to establish the corner slag flow field, friction distribution and slab corner stress model under under different mould corner geometrical characteristics and mould oscillation. Based on mould corner geometrical characteristics, the accurate research method of heat transfer, flow field and stress model of solidifying shell in mould and secondary cooling should be obtained. Clearly defining the dynamic influences of mould corner and mould socillation change on temperature field, stress field; the dynamic regular influences on variation of corner slag behaviours and friction as well as inherited effects of mould corner geometrical characteristics on slab corner temperature and stress in secondary cooling. The project will construct the relationship between mould corner geometrical characteristics and Transverse conrner cracks and obtain formation and growth mechanism of Transverse conrner crack; establish right process and equipment parameters, such as water seam, mould oscillation parameters and the slab corner cooling type in secodary cooling zone to provide a theoretical and technological foundation for transverse conrner crack elimination or relievation.
板坯连铸角部横裂纹是连铸微合金钢等的典型缺陷,消除难度较大。本项目拟建立结晶器角部不同几何特征下(直角、圆角、大倒角、多折线倒角等)钢液、铜板和冷却水的三维耦合传热数学模型;建立基于结晶器角部不同几何特征和结晶器振动状态下的角部区域保护渣运动、摩擦力分布及角部铸坯应力模型。获得基于结晶器角部几何特征的精确的结晶器和二冷区铸坯凝固传热、流动、应力模型的研究方法;明确结晶器几何特征、结晶器振动状态对铸坯角部温度场、应力场的变化特征,对铸坯角部区域保护渣运动行为及摩擦力变化的影响规律,结晶器几何特征对二次冷却铸坯角部温度应力的遗传规律;构建结晶器角部几何特征与铸坯角部横裂纹的对应关系,明确角部横裂生成和扩展的机理;确立合适的结晶器角部几何特征下合理的水缝结构、结晶器振动参数及二冷铸坯角部冷却模式等工艺与装备参数,为最大程度减轻或消除铸坯角部横裂纹奠定理论和技术基础。

结项摘要

角部横裂纹是板坯微合金钢连铸生产中的典型缺陷,消除比较困难。而结晶器角部几何特征直接影响了铸坯角部的传热行为,控制了应力分布,从而决定了角部横裂纹产生的可能性。本项目通过构建结晶器角部不同几何特征下(直角、大倒角、多倒角和圆角)考虑铸坯收缩的耦合钢液、铜板和冷却水的三维板坯结晶器流动传热模型,深入研究了结晶器角部几何特征对结晶器内流动、传热和凝固行为的影响机理。并额外进行了板坯倒角结晶器物理模拟研究,与数学模拟互相验证。根据传热模型结果,计算获得了结晶器内保护渣的分布,同时通过引入保护渣断裂强度测试,补充修正了液渣运动模型和固渣受力模型,揭示了结晶器角部不同几何特征下铸坯角部摩擦力的变化规律。并研究了不同结晶器振动方式和参数下铸坯角部区域摩擦力的变化规律。基于结晶器传热和摩擦模型结果,建立了三维板坯结晶器应力应变模型和振痕微元模型,分析了结晶器角部几何特征对铸坯应力分布及横裂纹的影响规律。另外,测试了连铸过程三种微合金钢的高温物理性能和两种微合金钢的高温力学性能,为铸坯角部温度及应力分析研究提供依据。根据结晶器出口铸坯温度场,建立了二冷区铸坯二维切片传热模型,明确了结晶器角部几何特征对二冷区铸坯角部温度的遗传影响。继而构建了弯曲和矫直段耦合铸坯和辊子的应力模型,分析了弯曲和矫直过程中铸坯角部应力的变化特征,从而明确了结晶器角部几何特征对二冷区角部横裂纹生成可能性的遗传规律。基于上述研究,构建了结晶器角部几何特征与铸坯角部横裂纹的对应关系,确立了多倒角和圆角结晶器的水缝结构、结晶器非正弦振动参数及二冷铸坯冷却模式,为最大程度减轻或消除铸坯角部横裂纹奠定了一定的理论和技术基础。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Computation of Phase Fractions in Austenite Transformation with the Dilation Curve for Various Cooling Regimens in Continuous Casting
用连续铸造中不同冷却方式的膨胀曲线计算奥氏体相变中的相分数
  • DOI:
    10.1007/s11663-015-0545-1
  • 发表时间:
    2016-03
  • 期刊:
    METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B-PROCESS METALLURGY AND MATERIALS PROCESSING SCIENCE
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Dong Zhihua;Chen Dengfu;Long Mujun;Li Wei;Chen Huabiao;Vitos Levente
  • 通讯作者:
    Vitos Levente
Defect detection in slab surface: A novel dual charge-coupled device imaging-based fuzzy connectedness strategy
板坯表面缺陷检测:一种新颖的基于双电荷耦合器件成像的模糊连通策略
  • DOI:
    10.1063/1.4901222
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Zhao Liming;Ouyang Qi;Chen Dengfu;Udupa Jayaram K.;Wang Huiqian;Zeng Yuebin
  • 通讯作者:
    Zeng Yuebin
Universal Secondary Cooling Structure for Round Blooms Continuous Casting of Steels in Various Diameters
通用型各种直径圆方坯连铸二次冷却结构
  • DOI:
    10.1002/srin.201300457
  • 发表时间:
    2015-02
  • 期刊:
    STEEL RESEARCH INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Long Mujun;Dong Zhihua;Sheng Junhao;Chen Dengfu;Chen Chunmei
  • 通讯作者:
    Chen Chunmei
Modeling on solute enrichment and inclusion precipitation during the solidification process of high sulfur steel slab
高硫钢板坯凝固过程中溶质富集和夹杂物析出的模拟
  • DOI:
    10.1557/jmr.2017.333
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Gui Lintao;Long Mujun;Chen Dengfu;Huang Yunwei;Liu Tao;Chen Huabiao;Duan Huamei
  • 通讯作者:
    Duan Huamei
Mathematical Modeling of Heat Transfer in Mold Copper Coupled with Cooling Water During the Slab Continuous Casting Process
板坯连铸过程中结晶器铜与冷却水的传热数学模型
  • DOI:
    10.1007/s11663-014-0127-7
  • 发表时间:
    2014-08
  • 期刊:
    METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B-PROCESS METALLURGY AND MATERIALS PROCESSING SCIENCE
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Xie Xin;Chen Dengfu;Long Haijun;Long Mujun;Lv Kui
  • 通讯作者:
    Lv Kui

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其他文献

45钢凝固相变过程中溶质平衡分配系数的变化
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  • 通讯作者:
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    2020
  • 期刊:
    钢铁
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴石新

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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