双辊连铸中工艺参数对薄带凝固晶粒的影响详解.PDF

山西】台金 Totall29 SHANXlMETALLURGY No．1。2011 文章编号：1672—1152(2011)01—0010-03 双辊连铸中工艺参数对薄带凝固晶粒的影响 徐海波 t 杜艳平 2 孙斌煜 1 (1．太原科技大学 材料科学与工程学院， 山西 太原 030024； 2．太原科技大学 机械电子工程学院， 山西 太原 030024) 摘 要：以低碳钢为例对双辊连铸过程进行 了微观模拟。研究了浇注温度、拉坯速度、冷却强度等工艺参数对带 材结晶凝固晶粒度的影响，得 出了不同工艺条件对铸轧带材晶粒度的影响规律以及最佳的模拟参数。通过实验 结果与数值模拟结果的对比，验证了模拟结果的正确性，说明模拟结果对实际有一定的指导意义。 关键词：双辊连铸 微观组织 晶粒模拟 中图分类号 ：TG249．7 文献标识码：A 收稿 日期：2011—01—13 薄带的凝固组织是影响薄带质量的关键因素， 1．2 枝晶尖端生长动力学 本文从晶粒的角度出发，研究了在双辊薄带连铸中 本模型中枝晶尖端生长的动力学采用KGT模 几种工艺参数对带钢凝固组织的影响。在宏观温度 型 。在实际模拟过程中，为了加速计算的进程，对 场模拟的基础上，建立相应的形核模型、枝晶尖端的 上面的模型进行拟合，得到如下枝晶尖端生长速度 生长动力学模型、柱状晶向等轴晶的转变 (CET)模 的多项式： 型，并借鉴单元 自动机法和有限元法 (CA—FE)模型 ¨， (AT)= + 建立了薄带凝固组织形成的仿真模型，为薄带凝固 其中，a2，a3为拟合多项式的系数，本文中它们可以在 组织的计算机仿真及组织的定量预测莫定基础。 软件中计算得到；AT为枝晶尖端过冷度。 l 模型的建立 1．3 柱状晶向等轴晶的转变 (CET)摸型 ． 1．1 枝晶形核模型 根据研究表明 ：当柱状晶生长前沿的等轴晶 本文采用Rappaz提出的连续形核模型，该模型 固相分数达到0．49时，或者有尺寸足够大、阻碍柱 考虑了形核过冷度的影响和形核的连续性，其基本 状晶长的较大等轴晶时，就会发生柱状晶生长向等 假设为[：】：忽略枝晶破碎和液相表面氧化等形成的 轴晶生长的转变 (CET)，晶粒生长将完全 由柱状晶 核心对形核的影响；忽略液相流动对凝固形核的 转变为等轴晶，由此可以导出柱状晶生长转变为等 影响。 轴晶生长的判据 ： 根据Rappaz的连续形核模型，在某一给定过冷 j~0．49或 ≥ 度 下，晶粒形核密度 7／,( )可由下面分布函数积 分求得： 式中 ，R 临分别为与柱状晶生长前沿相邻的液相 微元的固相分数和等轴晶半径 液，，／1．液-分别为与 n(At)=J。 d(a￡) 柱状晶生长前沿相邻液相微元内等轴晶的内部固相 其 中： 分数和晶核密度。 2 模型的描述 = e