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《重庆大学》 2009年
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钢锭头部保温性能研究

杜亚伟  
【摘要】: 连铸技术以低成本、高效化的优势,自其诞生以来,得到迅速发展,目前我国连铸比已高达98%以上,相比模铸的总产能规模在减少,但对某些内部纯净度、偏析度要求高,压缩比要求大,裂纹敏感性特别强的钢种,如轮胎子午线钢、汽车用弹簧钢、钻杆接头用钢、压力容器和高层建筑用特厚钢板等,还须用模铸技术来完成,因此模铸技术不可忽视。对上述高附加值钢种,由于对钢水洁净度、钢锭缩孔和头部偏析的控制要求更高,为使钢锭头部保温所用的绝热板、发热板等材料能够适应目前浇注高附加值钢的质量要求,需对现用绝热板、发热板等材料的保温及供热等性能参数进行定量描述与优化,这对钢锭质量的判定、浇注工艺的优化,特别是新钢种的开发具有重要意义。 本文以钢锭头部为研究对象,针对宝钢模铸现浇两类钢种、两个典型锭型存在的铸锭质量问题,进行了现场调研,根据统计结果及取样分析测评了钢锭质量现状——缩孔发生率、头部碳偏析及夹杂物总量。之后,建立了适应钢锭头部的传热数学模型,对钢锭头部热量收支与传输方式进行阐述,确定了影响钢锭头部绝热保温性能的三个主要因素,为钢锭头部绝热保温材料性能测评及优化重点提供了必要的理论依据。在此基础上,对目前铸锭用绝热板、发热板相应性能参数进行了测试分析与评估,提出了两种材料性能优化的重点与方向。随后,针对目前所浇钢种及典型锭型,采用大型数模分析软件ANSYS热分析模块对钢锭凝固相变过程的温度场进行了模拟与分析,得到了钢锭头部用绝热板不同热导率、发热板不同发热值条件下铸锭凝固过程温度场,确定了绝热板不同热导率、发热板不同发热值与钢锭头部钢液温度场变化的定量关系,提出对绝热板、发热板主要性能参数的优化方案。 钢锭质量现状评估显示,钢锭本体缩孔发生率平均值为0.86 t/炉;头部碳元素正偏析度平均值为1.22;夹杂物的金相及SEM-EDS分析结果显示,两类钢种夹杂物尺寸多数小于20μm,夹杂物总量远高于1000个/m2,主要成分为氧化铝、氧化硅及硫化物,并以硫化物居多,呈弥散分布。大样电解结果显示,高碳钢中主要有尺寸在100~400μm左右的硅酸铝镁、氧化硅、硫化钙、氧化钠夹杂。低合金钢中主要有尺寸在100~1000μm左右的合金元素V、Cr、Ti的氧化物、硅酸铝、氧化铝、氧化钙、氧化钠夹杂。绝热板、发热板性能测试结果显示,体现绝热板绝热保温性能的热导率符合要求,体现发热板温度补偿性能的发热量严重不足。 数值模拟显示,绝热板热导率数值符合要求,无须改进。对于高碳钢,增加发热板的发热量不能显著提高钢锭头部温度的目标,调整宽面绝热板厚度为35mm~40mm,可满足绝热保温工艺要求。对于低合金钢,在保持绝热板厚度不变的条件下,发热板生热率调整为原来的104倍,即5.185×107W/m3,相应铝含量调整为20%~30%时,能满足绝热保温工艺要求。本文研究结果正应用于生产实践。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TF777

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张建铧;宝钢高速线材硬线钢夹杂物处理技术探讨[J];宝钢技术;2001年06期
2 刘中柱,蔡开科;纯净钢生产技术[J];钢铁;2000年02期
3 靳庆峰,王海涛,许中波,唐恩,王彦锋;高碳钢拉拔过程断面分析[J];钢铁钒钛;2005年01期
4 范鼎东,史怀远,朱瑞田,王建军,周俐,王雪松,安为洁,戴朝珊;车轮钢大型夹杂形成机理研究[J];华东冶金学院学报;2000年02期
5 王海川,董元篪,乐可襄,宋宇宾,杨世权;钢包化学加热中用非铝发热剂的试验研究[J];华东冶金学院学报;1996年04期
6 徐永斌;徐兵;;新型钢包覆盖剂的研制[J];炼钢;2006年05期
7 徐恩霞;黄少平;王澎;钟香崇;;大试样热重分析仪及其在耐火材料研究中的应用[J];耐火材料;2006年01期
8 冯军,陈伟庆;国内外高级硬线钢实物质量对比[J];中国冶金;2005年10期
9 薛群虎,刘振英,武志红;国产与进口发热剂性能分析对比[J];铸造;2004年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于燕文;VOD炉用高钙镁钙材料抗渣侵蚀及抗水化性能研究[D];天津大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 房荣波,魏元,杨海峰;转炉钢水出钢温度的预测[J];鞍钢技术;2002年04期
2 潘秀兰,郭艳玲,王艳红;国内外纯净钢生产技术的新进展[J];鞍钢技术;2003年05期
3 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
4 周明,郭朝晖,叶锦渭,徐国栋,职建军,范立强;连铸板坯内裂预测模型研究初探[J];宝钢技术;2001年02期
5 王维洲,刘慰俭;板坯连铸机分节式支承导辊的刚度分析[J];宝钢技术;1994年06期
6 关义,王小玲;异型坯连铸的特点与展望[J];包钢科技;2000年03期
7 杨洪涛;浅析连铸坯中非金属夹杂物[J];包钢科技;2001年S1期
8 贾生建,宋海,李强,郝振宇;方坯低碳钢内部裂纹缺陷的改善[J];包钢科技;2001年S1期
9 赵保国,毛福来,汤潜,王立军;LF精炼造渣工艺研究[J];包钢科技;2003年S1期
10 贺景春,陈建军,梁志刚;连铸坯裂纹主要影响因素及对策研究[J];包钢科技;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 岳宗格;李远才;陈书山;石秀娟;赵永让;;保温冒口工艺研究及其在大型铸钢件上的应用[A];第八届21省(市、自治区)4市铸造学术年会论文集[C];2006年
2 靳同红;孙红英;郑德亮;;冷却速率对轴承钢GCr15宏观碳偏析的影响[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
3 刘晓华;韩跃新;任飞;;矿物发热剂的应用与研究现状[A];第十二届全国粉体工程及矿产资源可持续开发利用学术研讨会专辑[C];2006年
4 张春辉;陈跃军;刘青;;优质碳素结构钢SAE1008的研制[A];2005中国钢铁年会论文集(第3卷)[C];2005年
5 杨治立;朱光俊;;中小型转炉炉壳变形控制[A];2005中国钢铁年会论文集(第3卷)[C];2005年
6 段明南;臧勇;马光亭;秦勤;;H型钢轧制模型的优化及应用[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
7 修立策;;板坯内部裂纹形成机理的探讨[A];第八届全国冶金工艺理论学术会议论文专辑[C];2005年
8 牛宏波;高龙永;楚志宝;董慧;张松龄;;非正弦振动技术的应用研究与探索[A];第八届全国冶金工艺理论学术会议论文专辑[C];2005年
9 钱宏智;张家泉;王东柱;崔立新;魏军;李国光;李学刚;曹利;李兴才;;连铸二冷配水模型可靠性的研究[A];连铸二次冷却技术交流会论文汇编[C];2005年
10 徐军;戚国平;朱京希;徐飚;张恺;王龙妹;;稀土对430铁素体不锈钢凝固组织和薄板成型性能的影响[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐荣军;连铸二冷水热传输及人工智能优化模型与控制[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
2 崔小朝;结晶器内钢水搅拌液固温耦合数值模拟与实验研究[D];燕山大学;2001年
3 韩爱军;机械化学法在超细复合粒子制备中的应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 白晨光;含钛高炉渣的若干物理化学问题研究[D];重庆大学;2003年
5 张邦文;冶金熔体中夹杂物一般动力学的理论研究及其应用[D];上海大学;2003年
6 程常桂;气膜软接触连铸技术的基础研究[D];上海大学;2003年
7 吴扣根;圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程数学模拟与实验研究[D];上海大学;2001年
8 彭立明;自生复合电车线连续制备过程中工艺参数的交互作用及其控制研究[D];上海大学;2000年
9 冯科;方坯连铸宏观传输现象复合数值模拟的研究[D];重庆大学;2004年
10 苗恩铭;精密零件热膨胀及材料精确热膨胀系数研究[D];合肥工业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘美红;外加磁场淬火时瞬态温度场和相变的计算机数值模拟[D];昆明理工大学;2001年
2 郭平;包钢圆坯冷却工艺制度的研究[D];西安建筑科技大学;2001年
3 宁尚国;结晶器振动的弹簧板导向研究[D];燕山大学;2001年
4 张佩;重钢板坏连铸结晶器浸入式水口研究及应用[D];重庆大学;2001年
5 韩志伟;板坯连铸二冷计算机仿真通用软件的开发及应用[D];重庆大学;2001年
6 赵锋;BFe30-1-1白铜管坯的热型连铸[D];广东工业大学;2002年
7 凌国胜;莱钢3#连铸机传热数学模型的研究及二冷的优化[D];武汉科技大学;2002年
8 谢长川;六流中间包控流装置的研究[D];武汉科技大学;2001年
9 李自良;磁场淬火过程热弹塑性本构方程研究及其数值模拟[D];昆明理工大学;2002年
10 孙海峰;威钢ROKOP高效方坯连铸二次冷却的研究[D];重庆大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李春龙;钢中大型非金属夹杂物的生成机理及去除方法[J];包钢科技;1988年01期
2 顾克井,魏军,蔡开科,王春怀;72A钢非金属夹杂物行为[J];北京科技大学学报;2003年01期
3 欧阳东,陈楷;稻壳灰显微结构及其中纳米SiO_2的电镜观察[J];电子显微学报;2003年05期
4 许庆太;娄凤蒂;罗德渊;;下注重轨钢锭底部大颗粒夹杂物的形成原因[J];钢铁;1987年01期
5 刘中柱,蔡开科;纯净钢生产技术[J];钢铁;2000年02期
6 蔡开科;转炉-精炼-连铸过程钢中氧的控制[J];钢铁;2004年08期
7 田乃媛,孙丹,金山同,潘贻芳,李永来,王砚铭;铝热法钢包精炼的热模拟实验[J];钢铁;1994年10期
8 乐可襄,董元箎,王海川,宋宇宾,杨世权;钢液用Fe-Si、Ba-Ca-Si作发热剂的实验研究[J];钢铁;1996年S1期
9 孔祥谦;有限单元法求解不稳定导热问题中的时间差分格式及其变步长计算[J];工程热物理学报;1982年03期
10 靳庆峰,王海涛,许中波,唐恩,王彦锋;高碳钢拉拔过程断面分析[J];钢铁钒钛;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 易卫东;赵继宇;;夹杂物对钢帘线断丝的影响及其控制[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年
2 蔡开科;;连铸过程钢中非金属夹杂物控制[A];方坯连铸机提高生产力和铸坯质量技术研讨会资料汇编[C];2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐泽候;;新型胶粘剂在绝热板中的应用[J];四川冶金;1986年04期
2 李宏桢;田宝树;;Jc10.66模型采用双轻质绝热板试验总结[J];鞍钢技术;1990年12期
3 胡献忠;降低镇静钢缩孔废品的试验研究[J];武钢技术;1997年07期
4 王庆奎;;铸锭技术会议[J];钢铁;1982年07期
5 刘美才;;绝热板冒口在整体扁锭模上的使用和改进设想[J];四川冶金;1983年03期
6 赵黎乐;王瑞彬;;铸锭绝热板传热数模的探索[J];钢铁;1982年06期
7 吕福顺;李锡林;;特殊钢小型钢锭帽口轻质绝热板的研究[J];特殊钢;1983年04期
8 徐明华;;绝热板钢锭帽口在生产中的应用[J];上海金属;1980年04期
9 前仫忠;邓树森;;耐火绝热板CERATEX—BT8[J];工业炉;1983年06期
10 陈金梅;镁质中间包绝热板的研制[J];鞍钢技术;1995年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许传芬;周学巨;;珠钢CSP生产线连铸中包工作层材料的选择[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
2 张秋合;;英绝热板烧失量方法的改进[A];全国第五届浮法玻璃及深加工玻璃技术研讨会论文集[C];2003年
3 Dipl.Ing.V Krasselt;Ing.M.P■ibyl;吴宏鹏;;低热导率气相法氧化硅和硅酸钙质绝热材料-PROMALIGHT~[A];玻璃工业与耐火材料行业发展交流会论文集[C];2005年
4 Joseph Davidovits;;地质聚合物应用30多年来的成败市场发展趋势及潜在的突破[A];2005年水泥技术大会暨第七届全国水泥技术交流大会论文集[C];2005年
5 ;天丰产业集团[A];中国钢结构协会四届四次理事会暨2006年全国钢结构学术年会论文集[C];2006年
6 田智勇;路朝晖;杨明生;柳军;孙庚辰;;新型镁钙质中间包涂料的使用[A];1997中国钢铁年会论文集(下)[C];1997年
7 王一洲;;超低头板坯夹杂物来源分及控制实践[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
8 郭江华;鄢凤鸣;姜富城;周永涛;;连铸中间包镁质涂料的实验及工艺研究[A];2007年山东耐火材料学术交流论文选集[C];2007年
9 王芹;王海峰;;锻造用钢锭凝固过程温度场分析[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
10 程士富;张川;张华书;蔡锡年;崔素兰;韩君成;刘明;王志道;;连铸小方坯中大颗粒夹杂物的研究[A];1997中国钢铁年会论文集(下)[C];1997年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李君彦;纳米绝热板在钢包上的试验应用[N];世界金属导报;2007年
2 李先月记者 宋明熙;联强地暖打节能牌誓做行业“老大”[N];经理日报;2008年
3 王宁;中科院“科技支黔工程”成果斐然[N];贵州日报;2006年
4 邱云龙 孙郁;宣钢五连铸推广新工艺实现增产降耗[N];世界金属导报;2007年
5 薛文东 吴武华;连铸中间包工作衬的历史及其最新研究进展(1)[N];世界金属导报;2007年
6 许金亭;做好人品 造好产品[N];中国冶金报;2004年
7 邱云龙 孙郁;宣钢炼钢厂采用连铸新工艺增产降耗[N];中国冶金报;2007年
8 许金亭;做好人品 造好产品[N];经理日报;2003年
9 李占军 杨千生;宣钢炼钢厂连铸机砌筑材料换代成功[N];中国冶金报;2007年
10 尹卫平 孟凡玉 张万庆;济钢在钢包上试用纳米绝热材料[N];世界金属导报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 唐永柏;室温磁制冷磁化场及其与磁工质相互作用的研究[D];四川大学;2003年
2 董艳伍;电渣重熔过程凝固数学模拟及新渣系研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 尹向阳;添加纳米材料对纤维绝热板性能的影响[D];天津大学;2008年
2 蔡得祥;宝钢特厚板用新锭型及相关工艺的研究[D];上海交通大学;2007年
3 张晓曦;玻璃纤维类毛细材料在低温下对液氮的吸附特性试验研究[D];兰州理工大学;2008年
4 马薇;特大型钢锭凝固过程研究[D];重庆大学;2011年
5 裴悦凯;锻造比对H13钢组织和力学性能的影响[D];昆明理工大学;2011年
6 季飞;扭转镦粗锻造工艺研究[D];太原科技大学;2013年
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