宽厚连铸板坯动态轻压下压下工艺参数研究

摘要

在板坯连铸过程中，采用凝固末端动态轻压下技术能够很好地消除中心偏析与疏松，因此，研究压下工艺参数对连铸生产具有重要意义。本文以国内某钢厂1650mm×250mm板坯连铸机为研究对象，建立了宽厚连铸板坯凝固传热模型、轻压下压下率模型和压下效率模型。在此基础上，考察了浇铸工艺对连铸坯凝固传热和轻压下过程的影响，以及不同液芯厚度和压下量对连铸坯压下效率的影响。主要研究结果如下:
　　(1)铸坯宽面中心表面温度在结晶器内急剧下降，之后缓慢降低，但二冷各区起始段出现一定幅度的回温，进入空冷段后温度逐渐下降。铸坯中心温度在铸坯完全凝固之后，呈显著下降趋势。坯壳厚度在凝固前期，增速较大;凝固中期增速放缓;凝固末期又有较大的增速。
　　(2)过热度对Q235B连铸坯固相线、液相线、宽面中心表面温度以及中心温度的影响不显著。当拉速为1.0m·min-1，过热度从21℃增加至41℃，固液相线消失位置由距弯月面12.23m和18.91m延长至12.99m和19.63m。在结晶器和二冷区，拉速对Q345B连铸坯宽面中心表面温度影响较小，但对空冷区的影响较大。拉速从1.0m·min-1升高至1.2m·min-1，宽面中心表面温度由空冷区入口处的温差9℃逐渐增至其出口处的60.2℃，同时造成铸坯固液相线消失位置由距弯月面12.26m和19.43m延长至14.98m和23.08m。
　　(3)板坯的压下率和压下速率沿拉坯方向均呈逐渐递减趋势变化，且随拉速的增加，其曲线均沿拉坯方向移动。拉速越大，板坯压下率的最大值和最小值越小，其平均压下率与拉速呈线性递减关系。拉速每增加0.1m·min-1，Q345B连铸坯的平均压下率减少约0.024mm/m，但拉速变化对板坯的压下速率和平均压下速率不显著。
　　(4)过热度对板坯压下率和压下速率的影响较小。过热度分别为21℃、31℃和41℃时，压下区间内Q235B连铸坯的压下率变化范围分别为0.256mm/m～0.200mm/m、0.255mm/m～0.199mm/m和0.253mm/m～0.196mm/m，压下速率变化范围分别为0.307mm/min～0.240mm/min、0.306mm/min～0.239mm/min和0.303mm/min～0.235mm/min,平均压下率分别为0.233mm/m、0.231 mm/m和0.230mm/m。
　　(5)相同的液芯厚度下，压下量小于2.2mm时，板坯压下效率随压下量增加而增加;压下量大于2.2mm时，其压下效率趋于稳定;较小压下量下，板坯宽展效率随压下量增加而减小，而当压下量大于4mm后，其宽展效率变化趋缓。铸坯液芯厚度小于20mm时，板坯延展效率随着压下量增加变化不显著。而当铸坯液芯厚度大于20mm时，较小压下量下的板坯延展效率随压下量增加而减小;当压下量大于2mm时，其延展效率趋于稳定。
　　(6)当压下量小于2mm时，压下量增大，板坯压下效率增加;而当压下量大于2mm时，其压下效率基本保持稳定，其仅由厚度决定，并呈如下关系:η=-0.019+0.01086H

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 连铸技术简介

1．2 连铸坯中心缺陷成因与危害

1．3 连铸坯中心缺陷控制方法

1．4 轻压下技术的发展现状与关键技术

1．4．1 凝固传热

1．4．2 发展现状

1．4．3 关键技术

1．5 研究内容与意义

第2章 宽厚板坯连铸过程凝固传热与轻压下数学模型

2．1 凝固传热模型

2．1．1 模型建立

2．1．2 定解条件及参数

2．2 轻压下压下率模型

2．2．1 模型建立

2．2．2 定解条件及参数

2．3 轻压下压下效率模型

2．3．1 模型建立

2．3．2 定解条件及参数

第3章 宽厚板坯凝固传热模型仿真结果分析

3．1 凝固传热数学模型验证

3．1．1 Q235B连铸坯

3．1．2 Q345B连铸坯

3．2 模型计算铸坯温度场的变化规律

3．2．1 Q235B连铸坯

3．2．2 Q345B连铸坯

3．3 坯壳厚度的变化规律

3．3．1 Q235B连铸坯

3．3．2 Q345B连铸坯

3．4 浇注条件对凝固传热的影响规律

3．4．1 过热度的影响

3．4．2 拉速的影响

3．5 小结

第4章 宽厚板坯轻压下模型仿真结果分析

4．1 压下率模型的仿真结果分析

4．1．1 拉速的影响

4．1．2 过热度的影响

4．2 压下效率模型的仿真结果分析

4．3 小结

第5章 结论

参考文献

致谢

论文包含图、表、公式及文献