倒角结晶器应用于特殊钢大方坯生产的基础研究

发布时间：2020-04-30 00:43

【摘要】：为了研究倒角结晶器在特殊钢大方坯生产中的应用情况,针对320mm×280mm的特殊钢大方坯,根据实际连铸生产条件,建立了直角坯与倒角坯的凝固传热模型,计算并分析了二者温度场分布的异同。研究了倒角形状的变化对大方坯角部温度的影响。建立了直角坯与倒角坯的轻压下热力耦合模型,分析了不同压下量对大方坯应力变化的影响。通过工业试验,研究了直角坯与倒角坯在矫直段的表面温度及横纵截面的低倍组织。主要结果如下:(1)倒角坯在凝固过程中,其角部温度比直角坯高。在结晶器内部冷却结束后(距离结晶器弯月面0.8m处),直角坯角部温度的最小值为975℃,倒角坯角部温度的最小值为1037℃。在二次冷却结束后(距离结晶器弯月面10.31m处),直角坯角部温度为888℃,倒角坯角部温度为923℃。在空气冷却结束后(距离结晶器弯月面29.31m处),直角坯角部温度的最小值为723℃,倒角坯角部温度为766℃。(2)保持倒角角度35o不变,随着倒角面长度的增加,铸坯的角部温度逐渐升高。保持倒角面长度50mm不变,随着倒角角度的增加,铸坯的角部温度的最小值先增大后减小。(3)以A方案13.5mm的总压下量(2mm,3mm,3.5mm,3mm,2mm)进行压下时,角部等效应力最大值出现在3号辊位置处,直角坯与倒角坯分别为42MPa和36MPa;以B方案11.5mm的总压下量(3mm,3.5mm,3mm,2mm)进行压下时,角部等效应力最大值出现在2号辊位置处,直角坯与倒角坯分别为37MPa和34MPa。(4)压下过程中,倒角坯中心区域凝固前沿的正应力均比直角坯大,压下工艺对倒角坯液芯凝固收缩的补充效果更强,对倒角坯中心偏析的改善也优于直角坯。大方坯侧面距上下表面50~70mm处是剪切应力的集中区,容易产生裂纹。(5)工业试验中矫直段大方坯在相同的压下量(3mm,3.5mm,2.9mm,2mm)下,1~4号辊处倒角坯受到的压力比直角坯分别小0.48MPa,1.23MPa,0.57MPa,1.66MPa。测温结果表明,直角坯与倒角坯在矫直段角部温差为60℃。试验过程中生产的成品倒角坯的表面和角部均无裂纹。其中40K钢倒角坯中心偏析的分布范围比直角坯更小。82B钢倒角坯纵截面上V形偏析得到改善,偏析带的中心缩孔数量比直角坯少。
【学位授予单位】：钢铁研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TF777

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本文编号：2645185