凝固傳熱模型在方坯連鑄動態(tài)輕壓下模型中的應(yīng)用.pdf

1、連鑄過程中出現(xiàn)的鑄坯中心偏析和中心疏松會嚴(yán)重影響鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。因此，必須積極尋求減少中心偏析和中心疏松的解決方案。動態(tài)輕壓下是目前比較理想的用來消除中心偏析和中心疏松問題的技術(shù)。輕壓下技術(shù)中的主要參數(shù)包括壓下位置、壓下量和壓下率。本文主要應(yīng)用數(shù)值模擬方法對輕壓下的主要參數(shù)進(jìn)行計算分析。并且通過由攀鋼提供的現(xiàn)場高、中、低碳鋼鑄坯實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對不同碳含量下的典型鋼種在各種可能的壓下量情況下的質(zhì)量進(jìn)行了對比分析，以此說明在不同壓下參數(shù)情況下，鑄

2、坯質(zhì)量的改善情況并檢驗(yàn)由數(shù)值計算得到的結(jié)果是否合理。
　　 鑒于輕壓下工藝的特點(diǎn)，本文采用交替隱式算法建立了連鑄方坯二維凝固傳熱模型，并編程實(shí)現(xiàn)了模型的求解。由傳熱模型得到的結(jié)果與現(xiàn)場射釘實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了對比。從而保證了溫度場計算的準(zhǔn)確性。
　　 結(jié)合傳熱模型計算得到的結(jié)果以及VAI提供的輕壓下的固相率范圍(fs=0.3-0.7)，計算得到了輕壓下的壓下區(qū)域。并由連鑄坯輕壓下過程壓下率的理論模型計算了輕壓下另外2個主要參

3、數(shù)壓下率和壓下量。通過對攀鋼方坯的現(xiàn)場試驗(yàn)分析，對計算的壓下參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 通過模型計算以及由攀鋼提供的現(xiàn)場數(shù)據(jù)的對比，研究得到了以下結(jié)論：
　　 ①準(zhǔn)確的溫度場計算是建立連鑄方坯動態(tài)輕壓下壓下區(qū)域模型的基礎(chǔ)，由連鑄坯凝固傳熱模型計算得到的鑄坯中心固相率是確立輕壓下參數(shù)的依據(jù)。而固相線溫度的選取則是影響固相率準(zhǔn)確性的一個主要因素。
　　 ②拉速對于輕壓下區(qū)域的影響較大，隨拉速升高，輕壓下的壓下長度變長。而

4、澆注溫度對于輕壓下區(qū)域的影響較小。
　　 ③在同一拉速下，壓下率沿拉坯方向呈線性縮小。拉速較低時壓下率的最大值和最小值都大于較高拉速對應(yīng)的壓下率最大值和最小值。
　　 ④在鋼種、鑄坯斷面尺寸與壓下區(qū)間一定的條件下，壓下量往往不隨著拉速的變化而變化。
　　 ⑤通過對攀鋼試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，得到高碳鋼的壓下量取值在7-8 mm，中碳鋼取值為4.5-6 mm，低碳鋼取值為3-4.5mm達(dá)到的鑄坯質(zhì)量效果較為理想。此結(jié)果與模