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研究生:劉人誠
研究生(外文):Liu Ren-Cherng
論文名稱:扁鋼胚連鑄過程中凝固殼之應力解析與研究
論文名稱(外文):Stress Analysis for Solid Shell in the Slab Continuous Casting
指導教授:黃文星黃文星引用關係
指導教授(外文):Hwang Weng-Sing
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:材料科學(工程)研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1994
畢業學年度:82
語文別:中文
論文頁數:147
中文關鍵詞:應力解析應力連鑄
外文關鍵詞:stress analysisstresscontinuous casting
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在鋼胚的連鑄過程中,常有裂縫等缺陷的生成,不但影響鋼胚的品質,且
容易有爆湯的現象發生。本研究主要目標是發展一套電腦模擬系統,解析
鋼胚在連鑄過程中凝固殼所承受的應力情形,希望藉此提供現場完備的資
料參考,比較不同的情況,以尋求最佳的操作條件(如噴水條件等),達到
減輕甚至避免裂縫的生成等目的。  為了達到上述的目標,本研究首先
進行鋼胚在連鑄過程中的熱傳解析藉以獲得鋼胚在連鑄過程中從模區到二
次冷卻區,到完全凝固時的溫度分佈情形,由此溫度數據可以取得凝固殼
的厚度及其隨鑄造深度的變化情形。在取得凝固殼的厚度之後,利用商業
軟體PATRAN作網格的切割之後再針對凝固殼內的鋼液靜壓力,凝殼外支撐
的輥輪所產生的機械應力,及凝殼各部分因冷卻速率的不同所產生的熱應
力,利用有限元素法進行應力分析,來求得各個應力對凝固殼的影響。 
 計算的結果發現裂縫的生成大約在連鑄深度0.8公尺左右,由現場的實
驗觀察可得到在噴水密度調整以後,使得在角落附近的裂縫長度由20-25
mm減少為9-10mm,而模擬的成果可知在噴水條件調整前後的應力集中位置
並沒有明顯的變化,但是應力值減小了,與實驗觀察的結果相當的符合。
其它各部份的情況,在模內時由於鋼液靜壓力有模壁的支撐作用會互相抵
消所以作用趨近於0,只有熱應力的作用,在cooling grid與二次冷卻區
中有輥輪支撐處的情況與模內類似。在mold spray區和二次冷卻區中無輥
輪支撐處,應力較大之處大致在角落及窄面的內外表面,接近對稱面的內
外表面。但如果寬面或窄面位於熱引拔量劇烈變化的位置,則整個的寬面
或窄面表面會有高應力區。

In the slab continuous casting of steel slab, cracks often
occur.The formation of cracks not only affects the quality of
the slab but also possibily results in breaking out of the
molten steel. The goal of the study is to develop a computer
simulation system to analyze the magnitude and distribution of
ther stress formmed in the solid shell.this information can be
very useful in optimizing the process conditions to alliveiate/
eliminate the forrmation fo cracks.  To achieve the above
goal,a heat transfer analysis system mas first developed to
obtain the temperature profile of the slab, starting from the
mold region to the secondary cooling and metallurgical length.
This temperature data can be used to calculate for the
thickness of the solid shell and its variation along the
casting direction. As the solid shell pro- file was obtained, a
stress analysis system was developed based on finite element
method to evaluate the stress existed in the slab, which is a
combined effect of hydrostatic pressure oof molten steel inside
the solid shell; mechanical force of the supporting rolls,and
thermal stresses generated due to differ- ences in cooling
rate. The results of the simulations showed that cracks started
to form at approximately 0.8m below the mold level. From the
actual plant actual operations, it was found that the corner
cracks could be reduced from 20-25 mm to 9-10 mm if the water
spray condition was properly adjusted. Simulations were also
conducted for the two water spray condition,however, the
magnitude of the stress was significantly reduced. The
simulated resultss and the actual observations showed good
consistency.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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