【摘 要】
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中心偏析及缩孔、疏松是连铸大方坯主要内部质量缺陷之一,严重制约了高品质连铸坯及低轧制压缩比条件下大规格轧材的高效、稳定制备。目前,凝固末端重压下技术是可显著改善上述内部质量缺陷的重要技术手段之一。该技术充分利用铸流凝固末端外冷内热的温差优势,通过对铸坯厚度方向施加较大的机械压下变形,可实现压下量向铸坯心部的高效传递,从而大幅改善铸坯中心偏析及缩孔、疏松缺陷,为低轧制压缩比条件下生产高品质的大规格轧
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中心偏析及缩孔、疏松是连铸大方坯主要内部质量缺陷之一,严重制约了高品质连铸坯及低轧制压缩比条件下大规格轧材的高效、稳定制备。目前,凝固末端重压下技术是可显著改善上述内部质量缺陷的重要技术手段之一。该技术充分利用铸流凝固末端外冷内热的温差优势,通过对铸坯厚度方向施加较大的机械压下变形,可实现压下量向铸坯心部的高效传递,从而大幅改善铸坯中心偏析及缩孔、疏松缺陷,为低轧制压缩比条件下生产高品质的大规格轧材奠定基础。本文以国内某钢厂7#大方坯连铸机所生产的320 m ×425 mm的GCr15及42CrMo钢大方坯为研究对象,结合数值计算及现场试验,针对重压下过程拉矫机辊形设计、不同浇铸及轧制工艺条件下的大方坯重压下及后续轧制过程中的缩孔演变行为开展了系统研究,为大方坯连铸机重压下装备及工艺设计与优化提供了理论指导,得到的主要结论如下:(1)设计了 320 mm×425 mm断面大方坯连铸重压下用渐变曲率凸型辊辊型结构参数:平辊区长度130 mm,凸起高度25 mm,渐变曲率区长度85mm;(2)大方坯连铸重压下过程中,压下辊型、钢种、单辊与多辊压下对铸坯中心缩孔的焊合率均有影响。其中,压下量为20mm时,使用凸型辊比使用常规平辊的缩孔焊合率高2.0%,且凸型辊所需压力比常规平辊低43.4%,42CrMo钢的缩孔焊合率比GCr15高1.4%,单辊压下比多辊压下的缩孔焊合率高3.05%;(3)基于所设计的渐变曲率凸型辊实施重压下后,大方坯中心缩孔及疏松缺陷得以显著改善。其中,GCr15钢大方坯中心偏析指数最大值由1.09降低至1.05,中心疏松宽度由110 mm降低至85 mm;42CrMo钢中心偏析指数最大值由1.17降低至1.10,中心疏松宽度由75 mm降低至50 mm;(4)轧制过程中,铸坯中心球型缩孔逐渐演变成椭球型,中心缩孔在压下方向变形量较大,并存在一定宽展趋势;(5)轧制过程中,凸型辊重压下后的凹型坯内弧侧凹槽深度未明显增加,经过第3道次轧制后凹槽基本消除。轧制9个道次后凹型坯横断面缩孔面积变化率为65.55%,比常规铸坯高6.2%。
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