37Mn5钢圆坯连铸用保护渣研究
发布时间：2021-03-03 21:49
37Mn5钢由于其特殊的组成和凝固特性，连铸保护渣的选择较普碳钢有很多不同。在目前的连铸条件下，天钢联合特钢生产的37Mn5钢圆坯表面纵裂纹现象比较严重，为了解决这个问题，论文研究了37Mn5钢的凝固特性及圆坯的凝固特性，并利用ANSYS软件模拟了现行保护渣熔池的温度场和缝隙渣膜的三层结构，在正交试验的基础上研究了保护渣理化性能与组元的关系，结合连铸工艺条件，优化了现行保护渣，确定新保护渣的理化性能范围及各组元的百分比。主要结论如下：1)37Mn5钢属于裂纹敏感性钢种，在凝固过程中会发生过包晶反应，线收缩系数为4.5×10-5∕℃，坯壳凝固收缩量大，裂纹敏感性强；圆坯凝固收缩后气隙大，与结晶器铜壁接触不均匀，容易导致铸坯传热不均，坯壳厚薄不均，局部应力集中，促使铸坯表面产生裂纹。因此，37Mn5钢圆坯连铸的重点是保持结晶器的均匀冷却，使铸坯在凝固过程中均匀收缩，降低铸坯出现纵裂的风险。2)对连铸37Mn5钢现行保护渣性能进行研究，现行保护渣的熔化温度为1142℃、黏度为0.532Pa·s、熔速为84s、结晶温度为1270℃。此渣黏度略低，熔速略慢，结晶温度过高，不能有效满足37Mn5钢...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiO2-CaO-Al2O3三元系相图
图2 Li2O含量对保护渣1300℃时黏度的影响Fig.2 Effect of Li2O contant on slag viscosity 1300℃Li2O中的Li+能提供非桥氧原子，氧硅比增大，具有较强的力，使黏度降低。具有同样作用的还有Na2O、K2O，相对
图 3 为保护渣熔化温度和熔速之间的关系，从图中可以看出，能降低熔化温度的成分都能加快保护渣的熔化速度。图3 熔化温度和熔化速度的关系Fig.3 Relationship between melting temperature and melting rate保护渣中的碳酸盐在熔化过程中会分解，在分解过程中能起到搅拌渣层的作用，增加了渣层的热传到率，使熔速加快，几种常见碳酸盐对保护渣熔速影响力大小排列顺序如下：MgCO3＞Li2CO3＞CaCO3＞Na2CO3＞BaCO3另外，保护渣堆密度也会影响熔速，堆密度越大保护渣熔速越慢。4） 保护渣组分与结晶温度的关系一些冶金学者[16,17]研究了各组分对保护渣结晶温度的影响规律及影响程度，研究表明，保护渣的碱度增大，结晶温度升高，但碱度升高会造成保护渣液渣流入结晶器和坯壳间的缝隙困难。因此，在连铸需要“缓冷”的钢种时，多采用低碱度，高MgO，高凝固温度保护渣。保护渣中NaF和CaF2含量的增大
【参考文献】：
期刊论文
[1]SCM435钢凝固行为及保护渣性能研究[J]. 王杏娟,刘然,朱立光. 铸造技术. 2013(06)
[2]37Mn5钢连铸坯表面纵裂纹产生原因分析[J]. 白月琴,刘平,史凤武. 包钢科技. 2008(04)
[3]中碳锰钢用结晶器保护渣的分析研究[J]. 王爱兰,刘平,李峰. 包钢科技. 2007(05)
[4]BaO含量对结晶器保护渣润滑和传热行为的影响[J]. 王艺慈,董方,王宝峰. 特殊钢. 2007(02)
[5]连铸保护渣性能与钢种、工艺参数关系的初探[J]. 王新月,金山同. 炼钢. 2005(04)
[6]结晶器保护渣结晶温度的影响因素[J]. 朱传运,刘承军,王德永,姜茂发. 东北大学学报. 2004(10)
[7]圆坯方坯凝固定律的导出和验证[J]. 张兴中,那贤昭,王忠英,刘爱强,干勇. 金属学报. 2004(03)
[8]保护渣特性和连铸工艺参数对圆铸坯表面质量的影响[J]. 于平,成泽伟,陈伟庆,姚家华. 特殊钢. 2003(04)
[9]连铸保护渣在结晶器中熔融行为的计算机仿真[J]. 伍成波,郑斌,王谦. 重庆大学学报(自然科学版). 2002(10)
[10]保护渣性能对连铸圆坯表面质量的影响[J]. 成泽伟,陈伟庆,金长佳,于平,姚家华. 钢铁. 2002(09)
硕士论文
[1]结晶器保护渣渣膜传热表征方法及传热性能研究[D]. 杨波.重庆大学 2011
[2]基于有限元的连铸圆坯结晶器热力耦合仿真[D]. 杨桂芳.武汉科技大学 2010
[3]石钢合金钢连铸保护渣的研究[D]. 潘志胜.重庆大学 2010
[4]连铸结晶器保护渣研究[D]. 陈清泉.武汉科技大学 2009
[5]水钢品种钢连铸保护渣的研究及应用[D]. 胡志勇.重庆大学 2009
[6]连铸结晶器内渣膜水平传热模拟研究[D]. 巴钧涛.重庆大学 2008
[7]H型钢异型连铸坯凝固过程及保护渣性能研究[D]. 韩毅华.河北理工大学 2008
[8]20钢大方坯连铸保护渣的开发与研究[D]. 殷兰田.辽宁科技大学 2008
[9]连铸中碳钢用保护渣的研制与开发[D]. 李学慧.东北大学 2008
[10]高碳钢大方坯连铸用保护渣的研究[D]. 曾建华.重庆大学 2003
本文编号：3061988
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SiO2-CaO-Al2O3三元系相图
图2 Li2O含量对保护渣1300℃时黏度的影响Fig.2 Effect of Li2O contant on slag viscosity 1300℃Li2O中的Li+能提供非桥氧原子，氧硅比增大，具有较强的力，使黏度降低。具有同样作用的还有Na2O、K2O，相对
图 3 为保护渣熔化温度和熔速之间的关系，从图中可以看出，能降低熔化温度的成分都能加快保护渣的熔化速度。图3 熔化温度和熔化速度的关系Fig.3 Relationship between melting temperature and melting rate保护渣中的碳酸盐在熔化过程中会分解，在分解过程中能起到搅拌渣层的作用，增加了渣层的热传到率，使熔速加快，几种常见碳酸盐对保护渣熔速影响力大小排列顺序如下：MgCO3＞Li2CO3＞CaCO3＞Na2CO3＞BaCO3另外，保护渣堆密度也会影响熔速，堆密度越大保护渣熔速越慢。4） 保护渣组分与结晶温度的关系一些冶金学者[16,17]研究了各组分对保护渣结晶温度的影响规律及影响程度，研究表明，保护渣的碱度增大，结晶温度升高，但碱度升高会造成保护渣液渣流入结晶器和坯壳间的缝隙困难。因此，在连铸需要“缓冷”的钢种时，多采用低碱度，高MgO，高凝固温度保护渣。保护渣中NaF和CaF2含量的增大
【参考文献】：
期刊论文
[1]SCM435钢凝固行为及保护渣性能研究[J]. 王杏娟,刘然,朱立光. 铸造技术. 2013(06)
[2]37Mn5钢连铸坯表面纵裂纹产生原因分析[J]. 白月琴,刘平,史凤武. 包钢科技. 2008(04)
[3]中碳锰钢用结晶器保护渣的分析研究[J]. 王爱兰,刘平,李峰. 包钢科技. 2007(05)
[4]BaO含量对结晶器保护渣润滑和传热行为的影响[J]. 王艺慈,董方,王宝峰. 特殊钢. 2007(02)
[5]连铸保护渣性能与钢种、工艺参数关系的初探[J]. 王新月,金山同. 炼钢. 2005(04)
[6]结晶器保护渣结晶温度的影响因素[J]. 朱传运,刘承军,王德永,姜茂发. 东北大学学报. 2004(10)
[7]圆坯方坯凝固定律的导出和验证[J]. 张兴中,那贤昭,王忠英,刘爱强,干勇. 金属学报. 2004(03)
[8]保护渣特性和连铸工艺参数对圆铸坯表面质量的影响[J]. 于平,成泽伟,陈伟庆,姚家华. 特殊钢. 2003(04)
[9]连铸保护渣在结晶器中熔融行为的计算机仿真[J]. 伍成波,郑斌,王谦. 重庆大学学报(自然科学版). 2002(10)
[10]保护渣性能对连铸圆坯表面质量的影响[J]. 成泽伟,陈伟庆,金长佳,于平,姚家华. 钢铁. 2002(09)
硕士论文
[1]结晶器保护渣渣膜传热表征方法及传热性能研究[D]. 杨波.重庆大学 2011
[2]基于有限元的连铸圆坯结晶器热力耦合仿真[D]. 杨桂芳.武汉科技大学 2010
[3]石钢合金钢连铸保护渣的研究[D]. 潘志胜.重庆大学 2010
[4]连铸结晶器保护渣研究[D]. 陈清泉.武汉科技大学 2009
[5]水钢品种钢连铸保护渣的研究及应用[D]. 胡志勇.重庆大学 2009
[6]连铸结晶器内渣膜水平传热模拟研究[D]. 巴钧涛.重庆大学 2008
[7]H型钢异型连铸坯凝固过程及保护渣性能研究[D]. 韩毅华.河北理工大学 2008
[8]20钢大方坯连铸保护渣的开发与研究[D]. 殷兰田.辽宁科技大学 2008
[9]连铸中碳钢用保护渣的研制与开发[D]. 李学慧.东北大学 2008
[10]高碳钢大方坯连铸用保护渣的研究[D]. 曾建华.重庆大学 2003
本文编号：3061988
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