第10期 季晨曦等：双辊薄带连铸柱状晶组织模拟 ,1111, 影响没有上述铸辊转速的影响明显；但是总体上的 0.9 08 趋势是，随着浇俦温度的提高，啮合点前柱状晶区宽 1 度逐渐减小. 04 3结论 (1)应用FE-CA模型模拟了双辊薄带连铸过 程铸辊表面的柱状晶组织，首次实现了柱状晶组织 01 的二维可视化 0 0.9 1.2 铸辊转速(ms) (2)通过数学模型研究了液面高度、铸辊转速 和过热度对柱状晶区宽度的影响，在保持其他条件 图7不同铸辊转速时柱状晶区宽度变化趋势 不变的前提下，随着液面高度的降低，冷却辊转速的 Fig.7 Change in width of columnar grain zone in as cast strip at dif- 提高和钢水浇铸温度的提高，啮合点前柱状晶区宽 ferent casting speeds 度都会减少 2.3浇铸温度对柱状晶区宽度的影响 参考文献 为了研究过热度对柱状晶区宽度的影响，在液 面高度为100mm、铸辊转速为1.2ms的条件下， [1]Zapuskaloy N.Comparison of continuous strip casting with con ventional technology.ISIJ Int,2003.43(8):1115 模拟了钢液浇铸温度分别为1476,1491和1506℃ [2]Campell P,Blejde,Mahapatra R.et al.The castrip process di- 时啮合点前柱状晶生长情况，模拟结果如图8所示 rect casting of steel sheet at Nucor Crawfordsville.Iron Steel 图9是不同浇俦温度时柱状晶区宽度变化趋势图 Technol,2005(7):56 对比可见：三种浇铸温度对啮合点前柱状晶宽度的 3]Yang M B.Numerical Simulation and Parameter Description on Solidification Structure of Twin-roll Thin Strips [Disserta tion].Chongqing:Chongqing University.2001 (杨明波、双辊薄带凝固组织的数值模拟和参数表征[学位论 文]重庆：重庆大学，2001) [4]Yang M B.Pan F S.Peng X D,et al.Numerical simulation of solidification structure of twin rol thin srip:I Development and validation of mathematical model.J ron Steel Res,2001.13 (4):19 (a) (b) (c) (杨明波，潘复生，彭晓东，等，双辊薄带凝固组织的数值模 拟：I.数学模型的建立及验证.钢铁研究学报，2001,13 图8不同浇铸温度时柱状晶区形貌，(a)1476℃；(b)1491℃；： (4):19) (c)1506℃ [5]Yang M B.Pan F S,Peng X D.et al.Numerical simulation of Fig.8 Morphologies of columnar grain zone in as cast strip at differ- solidification structure of twin roll thin strip:I Application of ent casting tempperatures:(a)1476℃；(b)1491℃：(c)l506℃ mathematical model.J Iron Steel Res.2001.13(5):30 (杨明波，潘复生，彭晓东等，双辊薄带凝固组织的数值模拟： 1.0 Ⅱ.数学模型的应用.钢铁研究学报，2001,13(5)：30) [6]Hou S D.Peng X D.Yang M B.et al.Micromodel of computer 0.8 emulational simulation on twin roll casting strip solidification 0.6 structure.JChongqing Univer Nat Sci.2001.24(2):24 (侯仕东，彭晓东，杨明波，等。双辊连铸薄带凝固组织仿真模 0.4 拟的微观模型.重庆大学学报：自然科学版，2001,24(2)：24) [JiC X.Research on Solidified Structure and Solute Segregation 02 of As Cast Stainless Steel Strip [Dissertation].Beijing:Univer- sity of Science and Technology Beijing.2008 1476 1491 156 (季晨曦.连铸薄带凝固组织与偏析的研究[学位论文]，北 浇铸温度： 京：北京科技大学，2008) [8]Rappaz M.Gandin C A.Probabilistic modeling of microstructure 图9不同浇铸温度时柱状晶区宽度变化趋势 formation in solidification process.Acta Metall Mater.1993.41 Fig.9 Change in width of columnar grain zone in as cast strip at dif- (2):345 ferent casting temperatures (下转第1121页)图7 不同铸辊转速时柱状晶区宽度变化趋势 Fig．7 Change in width of columnar grain zone in as cast strip at dif￾ferent casting speeds 2∙3 浇铸温度对柱状晶区宽度的影响 为了研究过热度对柱状晶区宽度的影响‚在液 面高度为100mm、铸辊转速为1∙2m·s —1的条件下‚ 模拟了钢液浇铸温度分别为1476‚1491和1506℃ 时啮合点前柱状晶生长情况‚模拟结果如图8所示． 图9是不同浇铸温度时柱状晶区宽度变化趋势图． 对比可见：三种浇铸温度对啮合点前柱状晶宽度的 图8 不同浇铸温度时柱状晶区形貌．（a）1476℃；（b）1491℃； （c）1506℃ Fig．8 Morphologies of columnar grain zone in as cast strip at differ￾ent casting tempperatures：（a）1476℃；（b）1491℃；（c）1506℃ 图9 不同浇铸温度时柱状晶区宽度变化趋势 Fig．9 Change in width of columnar grain zone in as cast strip at dif￾ferent casting temperatures 影响没有上述铸辊转速的影响明显；但是总体上的 趋势是‚随着浇铸温度的提高‚啮合点前柱状晶区宽 度逐渐减小． 3 结论 （1） 应用 FE-CA 模型模拟了双辊薄带连铸过 程铸辊表面的柱状晶组织‚首次实现了柱状晶组织 的二维可视化． （2） 通过数学模型研究了液面高度、铸辊转速 和过热度对柱状晶区宽度的影响．在保持其他条件 不变的前提下‚随着液面高度的降低‚冷却辊转速的 提高和钢水浇铸温度的提高‚啮合点前柱状晶区宽 度都会减少． 参 考 文 献 ［1］ Zapuskalov N．Comparison of continuous strip casting with con￾ventional technology．ISIJ Int‚2003‚43（8）：1115 ［2］ Campell P‚Blejde‚Mahapatra R‚et al．The castrip process-di￾rect casting of steel sheet at Nucor Crawfordsville． Iron Steel Technol‚2005（7）：56 ［3］ Yang M B． Numerical Simulation and Parameter Description on Solidification Structure of T win-roll Thin Strips ［Disserta￾tion］．Chongqing：Chongqing University‚2001 （杨明波．双辊薄带凝固组织的数值模拟和参数表征［学位论 文］．重庆：重庆大学‚2001） ［4］ Yang M B．Pan F S‚Peng X D‚et al．Numerical simulation of solidification structure of twin-roll thin strip：Ⅰ．Development and validation of mathematical model．J Iron Steel Res‚2001‚13 （4）：19 （杨明波‚潘复生‚彭晓东‚等．双辊薄带凝固组织的数值模 拟：Ⅰ．数学模型的建立及验证．钢铁研究学报‚2001‚13 （4）：19） ［5］ Yang M B．Pan F S‚Peng X D‚et al．Numerical simulation of solidification structure of twin-roll thin strip：Ⅱ．Application of mathematical model．J Iron Steel Res‚2001‚13（5）：30 （杨明波‚潘复生‚彭晓东等．双辊薄带凝固组织的数值模拟： Ⅱ．数学模型的应用．钢铁研究学报‚2001‚13（5）：30） ［6］ Hou S D‚Peng X D‚Yang M B‚et al．Micromodel of computer emulational simulation on twin-roll casting strip solidification structure．J Chongqing Univer Nat Sci‚2001‚24（2）：24 （侯仕东‚彭晓东‚杨明波‚等．双辊连铸薄带凝固组织仿真模 拟的微观模型．重庆大学学报：自然科学版‚2001‚24（2）：24） ［7］ Ji C X．Research on Solidified Structure and Solute Segregation of As Cast Stainless Steel Strip ［Dissertation］．Beijing：Univer￾sity of Science and Technology Beijing‚2008 （季晨曦．连铸薄带凝固组织与偏析的研究 ［学位论文 ］．北 京：北京科技大学‚2008） ［8］ Rappaz M‚Gandin C A．Probabilistic modeling of microstructure formation in solidification process．Acta Metall Mater‚1993‚41 （2）：345 （下转第1121页） 第10期 季晨曦等： 双辊薄带连铸柱状晶组织模拟 ·1111·