凝固傳熱模型在方坯連鑄動(dòng)態(tài)輕壓下模型中的應(yīng)用.pdf

1、連鑄過(guò)程中出現(xiàn)的鑄坯中心偏析和中心疏松會(huì)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(dòng)態(tài)輕壓下是目前比較理想的用來(lái)消除中心偏析和中心疏松問(wèn)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(duì)輕壓下的主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析。并且通過(guò)由攀鋼提供的現(xiàn)場(chǎng)高、中、低碳鋼鑄坯實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)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(duì)比分析，以此說(shuō)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(jì)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(chǎng)射釘實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。從而保證了溫度場(chǎng)計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　 結(jié)合傳熱模型計(jì)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(jì)算得到了輕壓下的壓下區(qū)域。并由連鑄坯輕壓下過(guò)程壓下率的理論模型計(jì)算了輕壓下另外2個(gè)主要參

3、數(shù)壓下率和壓下量。通過(guò)對(duì)攀鋼方坯的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，對(duì)計(jì)算的壓下參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 通過(guò)模型計(jì)算以及由攀鋼提供的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的對(duì)比，研究得到了以下結(jié)論：
　　 ①準(zhǔn)確的溫度場(chǎng)計(jì)算是建立連鑄方坯動(dòng)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(jì)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(gè)主要因素。
　　 ②拉速對(duì)于輕壓下區(qū)域的影響較大，隨拉速升高，輕壓下的壓下長(zhǎng)度變長(zhǎng)。而

4、澆注溫度對(duì)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(shí)壓下率的最大值和最小值都大于較高拉速對(duì)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(guò)對(duì)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