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高速方坯连铸结晶器冶金理论问题浅析

更新日期:2007-07-28  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

角部半径取值问题

方坯结晶器角部半径的大小对传热、角部表面裂纹和偏离角部内裂纹有着至关重要的影响,但对这方面的研究却很少,因此结晶器角部半径设计往往采用经验方法。 字串3

J.K.Park等人对R为15mm和4mm的结晶器进行了对比研究。发现在浇注初期,由于钢水与结晶器的良好接触迅速形成了均匀的坯壳,但在不足1s之后就在角部产生了气隙,传热缓慢,坯壳温度升高。当R为15mm时,出现了角部温度高于R为4mm的情形,并且具有更不均匀的初生坯壳。对于120mm×120mm 的连铸坯,R为15mm时,在结晶器出口角部附近气隙宽度是1.4mm,R为4mm时气隙宽度是1.3mm。大半径时,在凝固开始后的4~14s(弯月面下150~520mm)出现塑性张应力和应变,这正是易于发生表面裂纹的地方,凹陷也会在这之前或之后出现,而小半径时则由于角部为二维冷却,凝固壳均匀,出现压应变。使用保护渣时因为传热均匀,会减小这种张应变而使裂纹发生率减小。 字串9

然而对于小半径,则易发生偏离角部的内裂纹。由于角部的良好冷却,坯壳最薄弱处不在角部,而是偏离角部的位置,所以应力也会集中于偏离角部的薄弱处,在此处的凝固前沿就会发生裂纹。

结论 字串2

1 拉速提高,结晶器热流增大,但所浇钢种和润滑剂种类、性能对热流大小和分布也会产生影响。

2 钢液在结晶内的收缩形成了气隙,增大了结晶器的传热热阻,可用体积平衡法和线膨胀系数法计算钢在结晶器内的实际收缩量,以此作为设计结晶器锥度的基础

3 浇注过程中结晶器铜板的上部、下部、角部、面部温度严重不均匀,造成应力分布和热变形不均匀,进而影响使用寿命,同时影响结晶器锥度。 字串8

4 为消除或减少气隙的影响,结晶器内腔应按钢种的不同收缩特性和结晶器铜板的热变形程度,设计成一定的倒锥度。采用抛物线锥度能够满足浇注要求。

5 结晶器角部半径大小影响传热、角部表面裂纹和偏离角部内裂纹,半径取值大时,易发生角部裂纹,取值小时,易发生偏离角部的裂纹。 字串1

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