建龙65Mn二冷配水优化及辊缝设计

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连铸生产中出现的质量问题多与铸坯传热及应力分布密切相关。连铸的凝固过程直接决定了铸坯内部的组织结构与总体质量。通过对连铸工艺参数的优化和控制来改进铸坯的冷却凝固过程,能有效改善铸坯质量,进而提高产品质量和生产效率。因此,需要深入研究连铸坯凝固过程的传热和应力分布情况,从而为连铸工艺优化提供参考依据。鉴于此,以建龙钢铁厂65Mn板坯为研究对象,建立了板坯的热弹塑性模型,模拟了板坯凝固过程的温度场、应力场以及凝固收缩产生的位移分布情况。系统分析了温度和应力分布对铸坯质量的影响,并以此为依据进行了二冷配水优化,同时遵循钢种凝固收缩特性,对连铸机辊缝进行了调节以减少铸坯内部质量缺陷。最后用铸坯低倍实验对模拟结果加以验证。研究结果表明:拉速为1.1m/min时,铸坯由足辊至二冷零段,出现大幅度回温,其中宽面回温超过180℃,大于冶金限制准则的150℃,内外温差减小,热应力也相应的减小,铸坯发生鼓肚。凝固过程中二冷水量分配不合理,导致温度变化产生不规则的热应力,增大了应力梯度极有可能产生内部裂纹。铸坯在凝固过程中拉速、比水量、过热度对铸坯温度和热应力产生影响的程度不同,其中拉速对铸坯温度和热应力的影响最大,比水量影响次之,过热度影响不明显。铸坯在进行二冷优化后,产生回温的幅度相对变小都小于150℃,宽窄面温差减小,控制在冶金准则允许的范围内,这说明优化是有效果的。借鉴了轻压下技术中“有意鼓肚再压下”的思想,即在二冷前期把辊缝放开,使铸坯的内外弧在钢水静压力作用下发生轻微鼓肚,然后在凝固末期实施大压下量。对于矫直区域的收缩量进行重新分配,相对增大矫直前一区域的收缩量,使收缩区间前移,降低矫直区域的收缩量,防止因收缩产生的应力与矫直应力发生过大的叠加,造成内裂纹。这种辊缝设计方案现场操作方便,容易调节,并且效果很好。低倍组织验证了65Mn板坯的确存在中间裂纹缺陷。中间裂纹产生的位置处于零段回温区域,说明回温是造成裂纹缺陷的原因;存在中心疏松和缩孔说明原来辊缝收缩不合理,在凝固末端不足以补充铸坯收缩产生的间隙。
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