论文部分内容阅读
连铸板坯内部质量缺陷制约着板坯高效连铸技术的发展,尤其是中心偏析与中心疏松易诱发板坯中心裂纹,严重恶化板材的力学性能。通过对板坯凝固末端区域施加一定压下量补偿凝固收缩量,以消除中心偏析和中心疏松的动态轻压下技术是解决这一质量问题的有效手段,并被广泛应用于现代板坯连铸生产中。研究表明,在连铸过程中,由于浇铸温度、拉速等工艺参数经常发生变化,使得现有板坯连铸机通过传热模型计算尚难以准确判定铸坯凝固液芯终点位置,造成偏离最佳压下位置对铸坯实施轻压下或者施加不合理的压下量,结果不仅难以改善铸坯质量,甚至会恶化铸坯质量。因此,研究板坯动态轻压下关键工艺参数,制定合理的压下规程,开发凝固液芯终点位置预测模型以准确检测凝固液芯终点位置,并实现在最佳压下位置实施轻压下,对提高板坯内部质量、减少产品废品率具有重要意义。建立了板坯二维非稳态凝固传热计算模型,研究了目标表面温度浇铸时,板坯表面和中心温度、两相区和压下区间长度以及凝固热收缩量分别随拉速、过热度、板坯厚度、钢种改变的变化规律,研究结果为板坯轻压下基础辊缝的制定提供了依据。建立了板坯轻压下过程热弹塑形有限元模型,研究了轻压下过程中板坯的变形规律,得到了坯壳厚度、压下量、板坯厚度和钢种对板坯压下效率的影响规律,并研究了轻压下过程不同固相率下的板坯应力分布和夹辊压下力,为轻压下段最佳辊缝的设定和压下区间的合理选择提供了理论依据。研究了带液芯板坯凝固坯壳在轻压下过程中的力学行为特性,建立了基于力反馈的板坯轻压下凝固液芯终点位置动态判定数学模型,通过该模型计算得到了凝固液芯终点位置变化时,轻压下扇形段各夹辊支反力以及总支反力的变化规律。根据液芯终点位置变化时各夹辊支反力以及总支反力的变化规律,提出了基于力反馈判定液芯终点位置的两种方法,并提出了基于力反馈模型的液芯终点位置在线调整方法。对动态轻压下技术在实际应用过程中仍存在的问题进行了探讨分析,提出了板坯动态轻压下合理工艺规程的制定,对实际生产中不同工况下的液芯终点位置进行了判定,并对不同工况轻压下后的板坯内部质量进行了实验分析,实验结果验证了基于力反馈判定液芯终点位置方法的准确性,对动态轻压下工艺参数的合理制定具有一定的指导意义,同时为轻压下技术在新钢种上的开发和应用提供了理论基础。