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杭钢电炉连铸坯表面质量问题的研究

作　者: 刘长文
导　师: 刘祚时
学　校: 江西理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 连铸表面质量裂纹振痕传热模型凹陷
分类号: TF777
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

最近几年来,随着连铸技术的应用和发展,连铸坯的表面质量越来越受到重视。目前,铸坯的表面裂纹、凹坑及振痕作为铸坯表面存在的最常见的质量缺陷,已经成为该先进工艺应用的制约瓶颈。以杭钢电炉公司为例2009年,在连铸生产过程中铸坯表面常有一些裂纹、振痕、划伤、凹坑、表面夹渣、气泡和气孔、重皮等缺陷。据统计在这些表面缺陷中,其中裂纹的产生几率约占表面缺陷的50%左右,振痕与凹坑约占35%左右,为此本人认为研究其形成机理及控制技术具有十分重大的意义。为了尽快解决这一疑难问题,杭钢集团公司决定:结合自身实际生产工艺条件,对电炉钢连铸坯表面出现较多缺陷的情况(裂纹、振痕与凹坑等)进行技术攻关。本课题以杭钢电炉钢坯表面质量为对象开展研究,通过建立连铸方坯热传递模型,模拟计算连铸钢坯温度分布情况来分析造成铸坯表面产生裂纹、凹陷、振痕等缺陷的主要原因,结合杭钢电炉公司的生产实际工艺条件对目前使用的振动参数、冷却方式等进行优化,提高铸坯的表面质量。根据模拟分析结果,以杭钢电炉200mm260Si2MnA方坯浇注为例,解决方坯凹陷与振痕缺陷的措施如下:冶炼中碳含量控制在0.08%以下,钢水过热度稳定在25℃左右,连铸拉速稳定在1.6m/min左右,采用中等强度配水冷却,采用高振频,小振幅,曲线4振动模式,可以得到较好的铸坯表面质量。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 连铸技术发展  8-15
  1.1 国外连铸技术发展的历史  8-9
  1.2 我国连铸技术发展的概况  9-10
  1.3 高效连铸的关键技术  10-13
  1.4 连铸技术的优点  13
  1.5 连铸技术未来的发展方向  13-15
2 本课题的研究意义及选题依据  15-21
  2.1 课题背景  15-16
  2.2 杭钢电炉公司生产工艺条件  16-17
  2.3 连铸坯表面质量缺陷概述  17-20
  2.4 本文研究内容  20-21
3 铸坯表面裂纹产生的原因分析及控制措施  21-34
  3.1 铸坯表面裂纹的形成机理  21
  3.2 表面纵裂纹的形成机理、原因分析及控制措施  21-27
    3.2.1 表面纵裂纹产生的机理  21-22
    3.2.2 纵裂纹产生的影响因素分析  22-27
  3.3 表面横向裂纹形成原因、影响因素及控制措施  27-30
    3.3.1 表面横裂纹的特征  27-28
    3.3.2 横裂纹产生的原因  28-29
    3.3.3 横裂纹产生的影响因素分析及控制措施  29-30
  3.4 星状裂纹产生的原因分析与控制措施  30-33
    3.4.1 星状裂纹的特征  30-31
    3.4.2 星状裂纹的成因  31-32
    3.4.3 星状裂纹的控制措施  32-33
  3.5 铸坯表面裂纹的控制措施  33-34
4 铸坯凹坑形成的原因及控制措施  34-54
  4.1 连铸坯凹坑的形成机理  34-35
  4.2 连铸坯凹坑的影响因素分析  35-36
  4.3 铸坯凝固传热数学模型的建立  36-49
    4.3.1 连铸方坯凝固弯月面区域传热微分方程的建立  36-39
    4.3.2 边界条件与初始条件  39-41
    4.3.3 微分方程的离散与求解  41-46
    4.3.4 各种参数的处理  46-49
  4.4 模拟计算分析及应用  49-52
    4.4.1 铸坯表面温度在结晶器中的分布情况  49-50
    4.4.2 铸坯凹坑的形成与冷却过程的关系  50-51
    4.4.3 模拟计算应用  51-52
  4.5 解决铸坯表面凹陷的方法  52-54
5 连铸坯表面振痕的成因分析与控制  54-61
  5.1 振痕形成机理  54-56
  5.2 形成振痕的原因分析  56-59
    5.2.1 振痕宽度的影响  56-57
    5.2.2 振痕深度的影响  57-59
  5.3 连铸坯表面振痕的控制措施  59-61
6. 结束语  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
个人简历  67

杭钢电炉连铸坯表面质量问题的研究

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