论文部分内容阅读
从国际冶金技术发展前景来看,连铸工艺逐渐成为冶金生产过程中的重要部分。 拉坯速度、浇注温度、液芯长度、坯壳厚度、二冷水优化等参数,以及中心裂纹和缩孔等铸坯中的常见缺陷,直接影响着铸坯的质量。而这些因素通常在实际的生产中无法直接通过测量获得。因此,通过建立凝固传热的数学模型,使用计算机应用软件对这些数学模型进行数值模拟,获得曲线分析,根据分析获得最优化的工艺方案,对研究连铸技术,提高铸坯质量具有重要现实意义。 本文以高铬合金钢T91钢种为研究对象,首先建立连铸大方坯传热及凝固数学模型,通过ProCAST软件对大方坯凝固传热过程进行模拟。数学模型的数值解法采用有限元法,通过拉坯速度、浇注温度、冷却制度对温度场的影响进行模拟分析。 整个过程采用边界条件移动法对方坯凝固过程进行模拟,对热传导方程采用有限元方法进行离散求解,在模拟中假设薄片不动,作用在薄片外表面的边界冷却条件随时间不断变化。选取某钢厂的大方坯连铸机的工艺参数作为模拟条件,利用ProCAST模拟软件进行模拟,对其在不同拉速、不同浇注温度及二冷配水条件分析,考查拉速、浇注温度和冷却制度对连铸大方坯凝固率、温度场分布和液芯长度等参数的影响。从模拟结果可以看出,拉速对铸坯坯壳厚度和凝固有较大的影响,在0.55m.min-1、0.60 m.min-1、0.65 m.min-1三种拉速下,都不易产生漏钢,拉速在0.7 m.min-1时出结晶器坯壳厚度很薄,容易出现漏钢事故;通过1540℃和1556℃两种浇注温度的比较,浇注温度偏高的情况下,致结晶器坯壳减薄,而且铸坯温度不均,容易出现漏钢事故;通过对冷却制度的比较,铸坯表面受水量影响很大,水量越大,表面温度下降越快,坯壳生长速度加快,液相穴长度缩短,有利于提高生产效率,增加产量。 通过对连铸大方坯的液芯长度、大方坯的表面温度、出晶器坯壳厚度不同方案的比较,以及二冷配水的优化设计,分析出T91最为合理的工艺制度为浇注温度1540℃,拉坯速度0.65 m.min-1的工艺参数。