连铸坯变形的粘—弹—塑性研究

应用材料流变学理论系统地分析了连铸坯的鼓肚变形、错弧变形及矫直变形。指出鼓肚变形不仅有瞬时弹性变形，而且还有随时间变化的蠕变变形。矫直变形是在变形一定情况下的应力松弛过程。由此得出了铸坯在各个阶段的变形、应力及辊子对铸坯的夹持力、矫直力矩等。     

两种冷却方式下铸坯变形问题的讨论

根据梅山炼钢厂板坯连铸机的特点，通过对在喷水和气雾两种冷却方式下铸坯矫直变形和鼓肚变形的讨论，认为喷水冷却更适合。     

液心连铸坯矫直内裂分析

本文给出了液心铸坯矫直和考虑“鼓肚”时矫直应变的综合计算式。此式阐明了铸坯矫直内弧内裂与工艺设备参数的关系,并对两种铸机半径进行了具体计算分析。     

大圆坯连铸带液芯矫直过程的应力、应变有限元模拟

应用Marc有限元软件对圆坯连铸的连续矫直变形过程进行模拟.以马鞍山钢铁公司大圆坯连铸机为原型,考虑铸坯与辊子的接触状态,建立了圆坯矫直变形模型;模拟分析了大圆坯连铸带液芯矫直过程中坯壳的应力、应变,得到了铸坯在矫直过程中的变形规律,可为铸机矫直工艺及设备设计提供参考依据,从而进一步优化铸坯的矫直变形,以提高圆坯的内部质量和表面质量.     

宽厚板连铸坯鼓肚变形数值计算研究

连铸过程中铸坯已凝固,坯壳在钢水静压力作用下发生鼓肚变形,影响浇铸过程顺行与铸坯质量.以宽厚板连铸坯为对象,采用数值计算方法定量研究了其在连铸过程三个典型铸流位置L1(弯曲位置)、L2(弧形段中间位置)、L3(矫直位置)的鼓肚变形规律.由L1至L3,坯壳鼓肚变形及其导致的凝固前沿拉伸应变均不断增加.凝固前沿厚度方向拉伸...     

坯壳鼓肚对铸机矫直区内铸坯变形的影响

 在连铸机辊列矫直段,带液芯铸坯的坯壳同时受钢水静压力与矫直力的作用,坯壳固液交界面处的矫直应变与鼓肚应变发生叠加。如果总应变超过临界值,就会发生内裂。确定矫直区坯壳固液交界面处的应变与应变速率,对铸机辊列设计与工艺参数的设定有重要的意义。基于高温坯壳力学特性,建立了连续矫直理论中铸坯坯壳变形的数学模型。利用该模型计算坯壳鼓肚变形,并与实测数据进行对比,验证了模型的有效性。根据某厂由奥钢联设计的工业板坯连铸机的辊列参数,利用该模型计算铸坯横截面的应变与应变速率。最后分析了不同辊间距与不同拉坯速度情况下矫直区内铸坯坯壳固液交界面处的应变速率变化规律,结合不同钢种的临界应变速率得到铸机矫直段辊间距的取值范围。     

连铸机二冷配水对铸坯鼓肚的改善

部分生产165 mm×280 mm、165 mm×240 mm的R6和R8连铸机,没有二冷夹持段,在提高拉速后铸坯易出现鼓肚现象。通过分析和试验,得出调整和适当增加窄边水量,明显改善了铸坯的鼓肚。通过推导出的坯壳角部最大受力公式,调整凝固系数K值,可防止铸坯各边的变形,以改善铸坯鼓肚现象。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座(待续)──第二讲 连铸坯质量与凝固过程中的传输现象

高效连铸的主要目的是获得高的铸坯无缺陷率，连铸技术工作者一直把连铸坯质量作为连传发展的一个方向。连铸坯存在的缺陷主要表现为裂纹、偏析、非金属夹杂及鼓肚变形等，这些缺陷的形成与连铸坯凝固过程中的传输现象密切相关。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座（待续）

高效连铸的主要目的是获得高的铸坯无缺陷率，连铸技术工作者一直反连铸坯质量作为连铸发展的一个方向，连铸坯存在的缺陷主要表现为裂纹、偏析、非金属夹杂及鼓肚变形等，这些缺陷的形成与连铸坯凝固过程中的传输现象密切相关。     

辊子错位对铸坯鼓肚变形的影响

 由于加工、安装、变形与磨损等原因,连铸机辊列中的辊子会偏离设计位置而产生错位,这对铸坯鼓肚变形产生较大影响。基于高温铸坯黏弹塑性本构方程,建立两辊间距内的铸坯坯壳动态鼓肚数学模型,并利用模型计算试验铸机的铸坯坯壳鼓肚曲线,依照实测数据验证了模型的有效性。根据奥钢联工业连铸机的设备及工艺参数,计算铸机不同扇形段内铸坯坯壳在不同辊子错位量情况下的鼓肚变形,并讨论在辊子发生错位的情况下辊间距对铸坯坯壳固液交界面处最大应变的影响,并给出铸机辊间距的确定方法。     

微合金钢板坯二冷配水模型的应用和评价

结合两种二冷水冷模型，对微合金钢铸坯的微观组织、高温延塑性能、应力分析、鼓肚变形以及二冷水模型模拟、铸坯表面温度实测等进行了系统的研究。研究表明，铸坯表面温度落入钢的第三次脆性温度区是造成铸坯表面横裂的一个重要原因。提出了改善铸坯内部质量和表面质量的有效途径。     

连铸板坯坯壳蠕变的有限元分析

板坯连铸的一个常见的难题是液态钢水静压力引起诸支撑辊之间的坯壳发生鼓肚,使铸坯产生形状缺陷、裂纹及偏析,增加拉坯阻力,损坏铸机。因此,准确地分析计算板坯鼓肚变形,是连铸界普遍关心的一个问题。目前,已有几种计算分析鼓肚变形的方法和模型,如早些时候有简单弯曲理论     

扁坯窄面鼓肚变形的分析和避免措施

扁坯由于厚度较薄,理论上一般不会出现窄面鼓肚的问题,但是实际生产中这种情况时有发生。本文通过研究分析,发现当铸坯宽面夹持辊间距过大引起铸坯鼓肚后,鼓肚的铸坯通过下一对宽面夹持辊时,由于坯壳角部的扭转变形会造成铸坯窄面出现明显的鼓肚。高碳钢连铸过程中,当二次冷却比水量不合适时,也有可能导致铸坯的窄面鼓肚,同时产生三角区、中间裂纹。通过分析两个钢厂出现的问题,给出了相应的解决方法,可以为同类连铸机的设计、维护起到一定的参考作用。     

连铸板坯的“鼓肚”、应变与设备工艺参数的关系

为防止板坯连铸中的缺陷,铸机的设计及生产必须考虑到控制铸坯上的应力和应变。本文给出板坯宽面“鼓肚”的蠕变解,蠕变“鼓肚”的近似计算式以及坯壳内外表面的应变计算式。为铸机设计和生产提供重要理论依据。     

连铸板坯的“鼓肚”、应变与设备工艺参数的关系

为防止板坯连铸中的缺陷,铸机的设计及生产必须考虑到控制铸坯上的应力和应变。本文给出板坯宽面“鼓肚”的蠕变解,蠕变“鼓肚”的近似计算式以及坯壳内外表面的应变计算式。为铸机设计和生产提供重要理论依据。     

65Mn矩形坯单点矫直的凝固行为研究及工艺优化

以国内某厂65Mn矩形坯为研究对象,建立了矩形坯的传热和热弹塑性模型,模拟矩形坯凝固过程的温度场,以及在进行单点矫直时矫直点处的应力场分布情况;分析温度场及热应力的分布对铸坯质量的影响,为优化连铸工艺提高矩形坯的质量提供了理论依据。模拟结果表明:采用普碳钢工艺浇铸65Mn钢时,在矫直点还存在大量液芯,高拉速下铸坯处于带液芯矫直,较全凝固矫直而言,其应力云图出现了不规则分布,且应力梯度增大,大大增加了内裂的产生几率。通过对工艺优化前后的铸坯低倍进行对比分析发现,本研究所提出优化工艺方向合理,铸坯质量大幅提高,取得较好的实践效果。     

连铸凝固过程中变形引起的高温塑性损失机理

铸坯表面裂纹可以导致铸坯报废。已经发现，连铸过程中的应力和应变是形成铸坯表面裂纹的重要原因。钢的裂纹敏感性大小通常用其矫直过程中的高温塑性来评估。采用原位融化的试验方法评估了两种Nb微合金化钢的高温塑性。为获得铸坯表面的微观组织结构，模拟了铸坯表面的热履历。对凝固过程中变形产生的影响进行了研究，其结果表明，凝固中任何变形都会导致高温塑性的损失。金相试样揭示变形引起了晶界开裂，改变了偏析模式，从而导致高温塑性的降低。基于此，本文提出了高温塑性损失的机理。     

20钢Φ300 mm圆铸坯中间裂纹成因分析和改善工艺措施

针对20钢φ300mm圆铸坯低倍组织出现中间裂纹的位置和形貌,结合连铸设备和工艺进行分析,得出结晶器内坯壳厚度不均匀,拉矫机矫直压力波动大,铸坯在受到热应力和矫直应力的作用下沿晶界开裂形成中间裂纹。通过改善结晶器软化水和连铸二冷水的质量,钢水过热度由25～35℃降至20～30℃,结晶器电磁搅拌电流由550 A降至350 A,稳定矫直压力,铸坯矫直温度≥950℃,避免了圆铸坯中间裂纹的出现。     

矩形铸坯质量控制的实践

结合重庆钢铁股份有限公司炼钢厂的现状,对矩形坯脱方、凹陷、鼓肚及中间裂纹等质量缺陷的成因进行分析,发现铜管状况与钢种、拉速不匹配,铸坯不均匀冷却是铸坯质量缺陷形成的主要原因,并制定了相应的预防及优化措施,实施效果良好.     

改进结晶器足辊对铸坯表面质量的影响

铸坯产生划痕、鼓肚、凹陷等表面质量问题与结晶器足辊的维修、调整、装配的质量有很大关系。本文探讨了提高足辊的维护质量来保证铸坯质量的问题。