T91鋼連鑄過程的傳熱模擬及凝固特性的研究.pdf

1、連鑄是冶金生產(chǎn)流程的重要環(huán)節(jié)之一，鑄坯的質(zhì)量備受人們關(guān)注。中心裂紋和縮孔等缺陷是鑄坯中的常見缺陷，直接影響著鑄坯的質(zhì)量。而中心裂紋和縮孔與鋼的凝固特性密切相關(guān)，因此研究鋼的凝固特性對(duì)鑄坯質(zhì)量的提高具有重要意義。
　　 本文以大方坯連鑄生產(chǎn)工藝研究項(xiàng)目為背景，選擇高鉻合金鋼作為研究對(duì)象（以T91鋼為典型鋼種），主要進(jìn)行了T91鋼凝固特性的研究和凝固傳熱的數(shù)值模擬。
　　 在凝固特性的研究中，對(duì)T91鋼的成分與組織、溫度區(qū)間

2、與相變點(diǎn)、流動(dòng)性、體收縮、線收縮和膨脹性能等幾方面性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定和分析。研究發(fā)現(xiàn)T91鋼為裂紋敏感性較高的鋼種；流動(dòng)性較差，體收縮和線收縮量較大；降溫過程中，在924℃附近的區(qū)域存在相變，矯直段應(yīng)避開上述溫度區(qū)域，防止出現(xiàn)表面缺陷。
　　 為本課題組開發(fā)的凝固傳熱軟件所需參數(shù)進(jìn)行測(cè)定和選取，參與軟件的調(diào)試；利用紅外測(cè)溫儀測(cè)定鑄坯表面溫度，將測(cè)定的數(shù)據(jù)與本課題組開發(fā)的凝固傳熱模擬軟件模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，吻合性較好，說明該軟件準(zhǔn)確性

3、較高。在此基礎(chǔ)上，分析了拉速、澆注溫度、冷卻制度對(duì)鑄坯溫度分布和坯殼厚度的影響。通過模擬得出：拉速增加，鑄坯表面和心部溫度升高，凝固末端增長(zhǎng)；較低的拉速，在矯直段使鑄坯表面溫度處于脆性溫度區(qū)，易產(chǎn)生裂紋。合理降低過熱度，可以提高鑄坯出結(jié)晶器時(shí)的坯殼厚度，降低鑄坯在截面上的溫度梯度，減小柱狀晶區(qū)，提高鑄坯質(zhì)量。若采用動(dòng)態(tài)輕壓下，建議適當(dāng)降低澆注溫度，提高拉速。
　　 現(xiàn)場(chǎng)的試制的結(jié)果，與通過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和軟件模擬分析出的結(jié)果相吻合。