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CSP薄板连铸坯二次冷却凝固过程的研究

高静娜  
【摘要】: 连铸机的二次冷却对连铸生产非常重要,因此,有必要对板坯的二冷制度进行研究,即根据钢种、浇注断面、浇铸温度和拉坯速度等参数来制定连铸机二冷区合理的冷却制度,调整和优化各相关工艺参数,从而达到指导工业生产,提高板坯质量的目的。 本文根据邯钢CSP薄板坯连铸生产线的实际情况,建立了薄板坯连铸凝固传热的二维数学模型。以大型有限元分析软件MSC.Marc为工具,采用二维切片法对铸坯的凝固过程进行仿真模拟。将模拟结果与邯钢现场数据进行比较,在误差允许的范围内,验证模型的可靠性,并根据模拟的图象结果归纳出薄板坯二次冷却过程中铸坯的凝固规律。 从模拟结果中发现邯钢二冷区各段冷却不均,铸坯表面宽度方向上距边部大约300mm处经常发生纵裂纹等问题,对此提出了可行性修改建议,即通过适当降低铸坯宽面中心区域的冷却水量和适当增加铸坯宽面过渡区的冷却水量,从而改善铸坯内部温度场,降低铸坯宽度方向上的温度梯度,最终达到减少连铸坯表面纵裂缺陷的目的。 根据生产需要,通过仿真模拟建立了工艺参数(拉速、过热度和冷却强度等)和铸坯凝固参数(铸坯的表面温度、出结晶器口的坯壳厚度和液芯长度等)之间的关系,以此得出结论:提高拉速或增大过热度均会使铸坯表面温度降低缓慢、出结晶器坯壳厚度减薄、液芯长度延长;增大冷却水量使铸坯表面温度降低速度加快、液芯长度缩短,但对出结晶器口的坯壳厚度几乎没有影响。此外,二冷区喷水量变化对铸坯的凝固传热具有自上而下的单向耦合性。


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