1、連鑄輕壓下技術(shù)第1頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三連鑄輕壓下技術(shù)簡(jiǎn)介：隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求提高，連鑄及軋鋼技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，連鑄作為煉鋼環(huán)的一重要環(huán)節(jié)，各種各樣的技術(shù)運(yùn)用到其上面，是連鑄的剛才成品率得到了質(zhì)的提高，今天我們來學(xué)習(xí)一下連鑄環(huán)節(jié)里面的一個(gè)很小但是很重要的技術(shù)輕壓下技術(shù)2第2頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三沒有出現(xiàn)輕壓下技術(shù)前，連鑄的鋼材成品率是很低的，連鑄出來的鋼錠極易造成中心偏析和縮孔，從而引起鋼材的一系列質(zhì)量問題。如延展性能，抗氫致裂紋，焊接性能，等 第3頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三中心偏

2、析第4頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三第5頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三縮孔第6頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三第7頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三輕壓下技術(shù)是在容易形成鑄坯中心偏析的凝固末端實(shí)施一定的壓下量，使容易形成偏析及疏松的地方的非濃化鋼液均勻流動(dòng)，一方面消除或減少了因鑄坯收縮形成的內(nèi)部空隙，從而防止晶間富集溶質(zhì)的鋼液向鑄坯中心橫向流動(dòng)；另一方面輕壓下所產(chǎn)生的擠壓作用還可以促使液芯中心富集溶質(zhì)的鋼液沿拉坯方向反向流動(dòng)，使溶質(zhì)元素在鋼液中重新分配，從而使鑄坯的凝固組織更加均勻致密.1

3、:輕壓下原理第8頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三第9頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三連鑄凝固過程中心偏析的形成機(jī)理歸結(jié)于被擠壓時(shí)產(chǎn)生的變形量。鑄坯在凝固初期迅速形成坯殼，視凝固末端為平衡態(tài)，則此時(shí)固相和液相的含量是可以確定的。當(dāng)鑄坯在瞬間受到外力壓縮時(shí)，鑄坯厚度的減少有向中心緊壓殘余的液體的作用，使殘余的液體在中心部位積累，殘余液體的運(yùn)動(dòng)發(fā)生在壓縮過程中，緊挨固相分?jǐn)?shù)最低的地方，因而，流程的減短是最低的。在固相分?jǐn)?shù)在較小的區(qū)域?qū)嵓恿艘欢ǖ膲嚎s量之后，局部積累的液相的量減少了，最終形成的中心偏析的指數(shù)也隨之下降。 2:輕壓下對(duì)中心偏析影響機(jī)理第

4、10頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三第11頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三第12頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三1：按壓力的來源不同，輕壓下技術(shù)可以分為：機(jī)械應(yīng)力輕壓下和熱應(yīng)力輕壓下。應(yīng)用范圍圓坯，板坯，大方坯2：按壓下方式可分為：棍式輕壓下，鍛式輕壓下，凝固末端強(qiáng)冷技術(shù)。應(yīng)用范圍：小方坯輕壓下的分類第13頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三消除中心缺陷良好，投資費(fèi)用少，設(shè)備占地面積小。設(shè)備簡(jiǎn)單。輕壓下技術(shù)的有點(diǎn)：第14頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三該工藝直接作用在凝

5、固時(shí)產(chǎn)生缺陷的過程中，對(duì)鑄坯中心部位主要有以下三個(gè)方面的作用效果： 3： 輕壓下改善鑄坯中心偏析的效果 第15頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三通過施加機(jī)械力，將己“搭橋”的樹枝晶破碎，改變周期出現(xiàn)“小鋼錠”結(jié)構(gòu)的凝固進(jìn)程，使得鑄坯上端的液體可以自由的補(bǔ)充到下端，從而補(bǔ)償由于液、固兩相密度差造成的體積收縮，減少中心偏析程度。 1) 破碎“晶橋” 第16頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三樹枝晶成長第17頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三考慮到熱脹冷縮原理，連鑄過程中由于鑄坯整體溫度下降，會(huì)導(dǎo)致體積收縮。由于鑄坯各部分的冷卻條

6、件很難均勻，鑄坯內(nèi)未凝固區(qū)可能會(huì)形成負(fù)壓，吸聚富含溶質(zhì)的鋼液導(dǎo)致中心偏析的產(chǎn)生。通過施加正確的變形力，使鑄坯的變形率可以補(bǔ)償冷卻收縮率，就能有效減輕中心偏析的程度。 (2) 補(bǔ)償冷卻收縮 第18頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三輕壓下技術(shù)多使用密排小直徑分節(jié)輥來完成。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)在客觀上減小了輥間距，從而有效的減小了連鑄坯產(chǎn)生“鼓肚”的可能性和形成的鼓肚量。 (3) 減小“鼓肚”量第19頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三假設(shè)輕壓下時(shí)鑄坯厚度的減少瞬間完成的，并且已知實(shí)施輕壓下時(shí)兩相區(qū)的固相率和坯殼厚度，那么就可以計(jì)算在實(shí)施一定壓下量后的鑄坯中心偏

7、析量。 輕壓下減少中心偏析的理論計(jì)算第20頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三在連鑄過程中，坯殼內(nèi)的鋼水流動(dòng)、液相區(qū)的湍流擴(kuò)散和兩相區(qū)內(nèi)的枝晶間流動(dòng)、鋼液凝固過程、鋼的熱物理特性、化學(xué)成分、鑄坯尺寸、工藝操作參數(shù)等都會(huì)對(duì)鑄坯內(nèi)的溶質(zhì)元素的再分配產(chǎn)生很大的影響，從而直接影響到中心偏析的形成。因此，在一定設(shè)備工藝條件下，我們?cè)趯?duì)連鑄過程中鋼液的流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)行為進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，分析了實(shí)施輕壓下時(shí)鑄坯中心偏析的計(jì)算。 第21頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三假設(shè)鑄坯的凝固過程是線性變化。 Ce* Se = Ci *Si - (s / l) CSj*S

8、j （1） 式中，Ce 中心偏析量，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； Se 中心偏析區(qū)域，平方厘米； Ci 凝固區(qū)入口溶質(zhì)的量，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； Si 凝固區(qū)入口處未凝固區(qū)域的面積，平方厘米； s 凝固后固相的密度，克/立方厘米； l 凝固前的液相密度，克/立方厘米； CSj 凝固區(qū)固相內(nèi)的溶質(zhì)量，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； Sj 凝固區(qū)固相的面積，平方厘米； 第22頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三CSj = - Aj * Vj +Cj （2） 式中，CSJ 凝固區(qū)固相中溶質(zhì)的量，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； Aj 溶質(zhì)在鋼液中的累積因子，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，分鐘/立方厘米； Vj 凝固區(qū)液相的流動(dòng)速度，立方厘米/分鐘； Cj

9、進(jìn)入凝固區(qū)J前固相質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 Vj = Sj * Vc * vj （3） vj = （w * i * hi）* Vc （4） 式中，Sj 凝固期液相的面積，平方厘米； Vc 拉速，厘米 / 分鐘； 第23頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三 凝固收縮率； vj 固/液界面輕壓下率，立方厘米/分鐘； w 方坯厚度； i 輕壓下系數(shù)。 Ce * Se = D + (s / l) Aj * Sj * Vj （5） 式中，D = Ci * Si - (s / l) Cj* Sj （6） 最大偏析尺寸 = * Ce * Se（7） 式中，Aj 表示凝固期溶質(zhì)的平均累積速度； Vj

10、 表示凝固期液相的平均流速； 比例常數(shù) 第24頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三通過式(7)可以得到在實(shí)施輕壓下時(shí)鑄坯中心偏析量。 生產(chǎn)實(shí)踐 日本NKK公司，在使用輕壓下之前，鑄坯中心的碳偏析度為1.54，使用后降低至1.12；韓國浦項(xiàng)鋼廠使用輕壓下之后鑄坯中心偏析指數(shù)從1.65降低至1.05；武鋼二煉鋼采用輕壓下技術(shù)后B類中心偏析發(fā)生率降低54.88%。 大量的生產(chǎn)實(shí)踐表明，輕壓下能夠使鑄坯中心偏析量降低一個(gè)等級(jí)。 第25頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三第26頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三RAM動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，采用了衡陽鐳目公司最新開發(fā)的鑄坯凝固模型、動(dòng)態(tài)輕壓下控制模型和伺服執(zhí)行系統(tǒng)等，對(duì)鑄坯的中心偏析進(jìn)行數(shù)值模擬，精確地對(duì)鑄坯凝固末端實(shí)施動(dòng)態(tài)輕壓下，從而降低了鑄坯中心偏析、疏松的程度，大大提高了鑄坯產(chǎn)品質(zhì)量。 第27頁，共29頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)22分，星期三(1) 鑄坯凝固末端輕壓下過程直接作用在兩相區(qū)域內(nèi)，兩相區(qū)受到壓縮，枝晶間富含溶質(zhì)的液相被擠出，相對(duì)于鑄坯向液芯方向流動(dòng)。 (2) 由于富含溶質(zhì)的液相被擠出， 輕壓下之后鑄坯中心區(qū)域由兩相區(qū)內(nèi)被壓縮的固相及殘留的液