东北大学毕业设计（论文） Abstract

- VI -

东北大学毕业设计（论文） 目 录

目 录

毕业设计（论文）任务书 .......................................................................................... I 摘 要 .................................................................................................................................. III Abstract ................................................................................................................................. V 第1章 绪 论 ................................................................................................................. 1

1.1 宽厚板的发展概况 ...................................................................................................... 1 1.2 连铸技术的特点及发展现状 .................................................................................... 1 1.3 连铸二冷在连铸生产中的地位和作用 ................................................................. 2

1.3.1 二冷对铸坯产量的影响 .......................................................................................... 2 1.3.2 二冷对铸坯质量的影响 .......................................................................................... 3

1.3 连铸凝固传热的研究 .................................................................................................. 3

1.3.1 连铸凝固传热 .......................................................................................................... 3 1.3.2 连铸凝固传热数学模型 .......................................................................................... 4

1.4枝晶臂间距模型研究概况.......................................................................................... 6

1.4.1 一次枝晶臂间距 ...................................................................................................... 7 1.4.2 二次枝晶臂间距 ...................................................................................................... 9

1.5 本论文的研究内容及意义 ...................................................................................... 12

第2章 连铸二冷凝固传热数学模型的建立 ............................................... 13

2.1 研究对象 ....................................................................................................................... 13 2.2 模型建立 ....................................................................................................................... 15 2.3 求解条件 ....................................................................................................................... 19

2.3.1 初始条件 ................................................................................................................ 19 2.3.2 边界条件 ................................................................................................................ 19

2.4 参数选取 ....................................................................................................................... 21

2.4.1 液固相线温度 ........................................................................................................ 21 2.4.2 Q345钢密度 ........................................................................................................... 22

- VII -

东北大学毕业设计（论文） 目 录

2.4.3 Q345钢热导率、比热和潜热 ............................................................................... 22

第3章 结果与讨论 ..................................................................................................... 23

3.1 Q345宽厚板坯连铸凝固传热规律 ....................................................................... 23 3.2 Q345宽厚板坯凝固微观组织表征 ....................................................................... 25

3.2.1 枝晶显示试验 ........................................................................................................ 25 3.2.2 传统经验模型预测 ................................................................................................ 28 3.2.3 经验模型优化 ........................................................................................................ 30

3.3 连铸工艺参数对Q345宽厚板坯凝固微观组织影响 .................................... 32

3.3.1 拉速 ........................................................................................................................ 32 3.3.2 过热度 .................................................................................................................... 33 3.3.2 比水量 .................................................................................................................... 34

第4章 结 论 ............................................................................................................... 37 参 考 文 献 ..................................................................................................................... 39 致 谢 .................................................................................................................................. 45 附录 英文翻译 ............................................................................................................... 47

- VIII -

东北大学毕业设计（论文） 第1章 绪 论

第1章 绪 论

1.1 宽厚板的发展概况

进入21世纪以来，大型造船业、海洋工程、桥梁、大口径石油、天然气输送管线、大型压力容器和贮罐、重型建筑结构（特别是高层、防火、耐侯、大跨度和非对称的空间结构用途）、机械工程的技术进步和旺盛需求，极大地拉动了低合金、高强度宽厚板生产技术的进步，到2010年我国宽厚板的年生产能力可达到2100万t以上。

低合金、高强度宽厚板的生产和技术是国际钢铁业发展热点。近几年在我国周边建成或正在建设的5 m和5.5 m的宽厚板轧机有：俄罗斯的MMK和OMK集团，韩国的浦项、现代制钢、东国制钢集团公司，印度的Essar、Jindal钢铁公司和泰国的Canadoil钢铁公司。

浇注宽厚板的钢水一般采用LF和RH炉外精炼技术进行处理，为了达到宽厚板严格的综合性能，精炼钢水的纯净度要控制在S≤10 ppm、P≤50 ppm、O≤15 ppm、H≤15 ppm的水平。

低合金、高强度宽厚板不仅要求具有高的强度等级，纯净度，韧性以及抗疲劳特性；还要求具有良好的焊接和加工性能以及其它特殊性能。高强度宽厚板是典型的高技术含量和高附加值产品，它的自主供应和满足高端需求的能力，是国家工业发展战略和安全的综合能力的体现[1,2]。

1.2 连铸技术的特点及发展现状

进入新世纪以来，我国钢铁生产持续发展，钢产量增加，许多企业的技术装备达到了国际水平，钢材品种与质量已接近或达到国际先进水平，上述事实说明我国钢铁工业的发展已经进入一个新的时代[3]。

伴随着我国钢铁工业的飞速发展，连铸技术已经基本普及。连铸技术对钢铁工业生产流程的变革、产品质量的提高和结构优化等方面起了革命性的作用，它与传统的模铸相比具有如下的优点[4]：

(1) 简化生产工序； (2) 提高金属收得率； (3) 节约能量消耗；

(4) 改善劳动条件，易于实现自动化。

我国在连铸技术开发研究领域起步较早，但经历了一段曲折的过程。我国科研人员

- 1 -