小方坯連鑄二冷配水傳熱與凝固關(guān)系的研究.pdf

1、連鑄生產(chǎn)由于其低成本、高效率、操作靈活以及產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)在全世界鋼鐵行業(yè)中得到迅猛發(fā)展。但是在連鑄生產(chǎn)中的各種鑄坯缺陷仍然存在，特別是小方坯中柱狀晶粗大和穿晶甚至中心裂紋的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，對(duì)于凝固機(jī)理需要進(jìn)一步深入的研究。 本文對(duì)連鑄坯缺陷、二次冷卻系統(tǒng)、過熱度和二次冷卻系統(tǒng)對(duì)凝固組織的影響的研究概況作了分析；在準(zhǔn)確計(jì)算連鑄坯溫度場(chǎng)分布情況的基礎(chǔ)上，充分考慮鑄坯的凝固潛熱和材料熱物性參數(shù)隨溫度變化的情況，建立了連鑄坯溫度場(chǎng)

2、的數(shù)學(xué)模型。利用有限元方法，通過編制計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的考察，選擇了具有代表性的鋼種20鋼，研究150×150mm小方坯在一定生產(chǎn)拉速時(shí)的連鑄坯溫度場(chǎng)。 模擬結(jié)果表明，過熱度對(duì)凝固速度的影響不大，但會(huì)影響柱狀晶的生長(zhǎng)速度，澆鑄溫度過高時(shí)，鑄坯在二冷區(qū)時(shí)兩相區(qū)變窄，溫度梯度增大，使得柱狀晶推進(jìn)速度增加，易產(chǎn)生晶粒粗大甚至穿晶。水流密度對(duì)凝固速度的影響則較大，過大的水流密度會(huì)增大凝固前沿溫度梯度，加快柱狀晶的生

3、長(zhǎng)速度，最終可導(dǎo)致穿晶或中心裂紋的產(chǎn)生。 研究結(jié)果表明，應(yīng)用連鑄傳熱凝固分析模型，可以定量地描述連鑄坯凝固速度與過熱度和二冷區(qū)水流密度的關(guān)系，估測(cè)出鑄坯在各個(gè)拉坯位置的凝固參數(shù)。在生產(chǎn)中應(yīng)使用合理的連鑄制度，采用適當(dāng)?shù)倪^熱度和配水參數(shù)，減小鑄坯凝固速度從而抑制柱狀晶的生長(zhǎng)速度，達(dá)到避免穿晶或裂紋缺陷產(chǎn)生的目的。 通過模擬結(jié)果與實(shí)際鑄坯低倍組織照片的對(duì)照，對(duì)一次枝晶間距進(jìn)行了計(jì)算與測(cè)量，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)中鑄坯組織能較