硬線鋼連鑄小方坯作為高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線的基料,其鑄坯內(nèi)部質(zhì)量將直接影響成材率和產(chǎn)品質(zhì)量。為此,本文選擇硬線鋼連鑄小方坯內(nèi)部質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)為研究?jī)?nèi)容。本文以國(guó)內(nèi)某鋼廠斷面為150mm×150mm的小方坯為研究對(duì)象,考慮到八流澆注條件下鋼液在中間包停留時(shí)間不均勻而引起各流過(guò)熱度和方坯內(nèi)部夾雜物水平差異,并且由于高碳鋼小方坯自身凝固的特點(diǎn)而容易產(chǎn)生中心偏析、疏松和縮孔的現(xiàn)象,從而不利于獲得較高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的現(xiàn)實(shí)。為了提高硬線鋼連鑄小方坯的內(nèi)部質(zhì)量,本文就從改善中間包流動(dòng)特性和控制小方坯內(nèi)部缺陷的關(guān)鍵技術(shù)入手。首先,采用物理模擬方法,研究了不同控流裝置下中間包內(nèi)流體的流動(dòng)特性,并提出最佳的控流方案。其次,結(jié)合某鋼廠小方坯實(shí)際生產(chǎn)的工藝參數(shù)和射釘實(shí)驗(yàn)結(jié)果,建立小方坯連鑄凝固傳熱數(shù)學(xué)模型,研究了不同澆注條件下凝固末端電磁攪拌器(F-EMS)安裝的位置。再次,通過(guò)建立結(jié)晶器電磁攪拌數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合實(shí)測(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,研究了結(jié)晶器內(nèi)電磁場(chǎng)變化規(guī)律,并優(yōu)化了結(jié)晶器攪拌的工藝參數(shù)。本文主要得到以下結(jié)論:(1)通過(guò)對(duì)某鋼廠目前采用的中間包控流裝置進(jìn)行了物理模擬研究,研究表明,第1、8流開始響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),死區(qū)體積較大;第3、6流開始響應(yīng)時(shí)間較短;各流流動(dòng)同步性較差;整體平均停留時(shí)間較短,說(shuō)明原控流裝置在流動(dòng)特性方面還存在不足。通過(guò)分析多流中間包流動(dòng)特性文獻(xiàn),并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,設(shè)計(jì)了穩(wěn)流器和高低擋壩,又設(shè)計(jì)了通過(guò)改變?cè)瓝踉鼔﹂_孔方向變成的新?lián)踉鼔?對(duì)不同組合下的控流方案進(jìn)行了物理模擬,綜合考慮鋼水平均停留時(shí)間、死區(qū)體積分?jǐn)?shù)和活塞流體積分?jǐn)?shù)以及各流一致性對(duì)中包流體流動(dòng)特性的影響,對(duì)于八流中間包來(lái)說(shuō),推薦中包控流裝置為新?lián)鯄?穩(wěn)流器+雙擋壩的組合,其控流效果最佳;對(duì)八流變六流中間包來(lái)說(shuō),推薦中包控流裝置為新?lián)鯄?穩(wěn)流器的組合,其控流效果最佳。(2)當(dāng)結(jié)晶器水量為120m3/h,對(duì)于拉速為1.8m/min,比水量0.6L/kg,過(guò)熱度從20℃增加到40℃時(shí),液芯長(zhǎng)度從9.50m變化到10.13m;末端攪拌器位置距彎月面距離由6.39-7.74m變到7.14-8.46m。當(dāng)過(guò)熱度為30℃,比水量為0.6L/kg,拉速?gòu)?.7m/min增加至1.9m/min時(shí),液芯長(zhǎng)度從9.23m變化到10.44m;末端攪拌器位置距彎月面距離由6.29-7.57m變到7.18-8.60m。過(guò)熱度為30℃,拉速為1.8m/min,基礎(chǔ)水量為0.6L/Kg時(shí),比水量從基礎(chǔ)水量的0.8倍增加到1.2倍時(shí),液芯長(zhǎng)度從9.89m變化到9.77m;末端攪拌器位置距彎月面距離由6.81-8.19m改變到6.66-8.04m。結(jié)晶水量為120m3/h,拉速為1.8m/min,過(guò)熱度為30℃,比水量為1.1L/Kg條件下的液芯長(zhǎng)度為9.02m,凝固末端電磁攪拌安裝位置距彎月面的距離在6.00-7.29m之間。(3)電流強(qiáng)度一定時(shí),電磁力隨著攪拌頻率先增加,后降低,在4.5Hz時(shí)達(dá)到最大值。頻率一定時(shí),電磁力隨著電流強(qiáng)度的增加而增加。在不同電流強(qiáng)度和不同攪拌頻率條件下,電磁力先增加后降低,在4.5Hz時(shí)達(dá)到最大值,因此確定最佳攪拌頻率為4.5Hz。
【學(xué)位單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF777
【部分圖文】：

在夾雜物控制方面，要長(zhǎng)鋼水在中間包的停留時(shí)間究現(xiàn)狀鋼鋼絲在拉拔和捻股過(guò)程中包括中心偏析、疏松和縮孔屬合金中宏觀偏析現(xiàn)象產(chǎn)生的宏觀偏析都發(fā)生在固液兩及其宏觀偏析產(chǎn)生的特征人

圖 1-2 偏析面積比評(píng)價(jià)示意圖Fig.1-2 The schematic diagram of evaluation of segregation area ratio中心缺陷的控制措施于連鑄坯中心偏析、疏松和縮孔的控制措施，從連鑄坯凝固特點(diǎn)的角度機(jī)理進(jìn)行分析，目前通過(guò)連鑄過(guò)程工藝控制中心缺陷的主要手段有[47-5水過(guò)熱度、拉速、冷卻（特別是二冷水冷卻）、電磁攪拌和連鑄機(jī)械及控制等。各種連鑄工藝控制手段之間是互相聯(lián)系的，所以要綜合考慮，各個(gè)參數(shù)。過(guò)熱度和拉速的影響慶文等人[53]對(duì)萊鋼 GCr15 鋼鑄坯中心偏析的影響規(guī)律進(jìn)行了研究，指過(guò)熱度分別控制在 0.60—0.70m/min 和 10—20℃之間，有利于改善中心成華等人[54]研究了過(guò)熱度和拉速對(duì)安鋼 SWRH82B 鋼 150mm×150mm心缺陷的影響，研究表明，將拉速控制在 2.1m/min，過(guò)熱度為 25℃時(shí)孔由 4.0 級(jí)降到 2.0 級(jí)，中心疏松由 3.5 級(jí)降到 1.5 級(jí)，中心碳偏析指數(shù)

阻止溶質(zhì)的析出和擴(kuò)散[31],[60]。陳偉慶[34]研究表明，小度，在其他工藝參數(shù)在一定的條件下，當(dāng)增加二冷比水量時(shí)會(huì)減少，柱狀晶比例增加，但中心碳偏析程度下降。結(jié)果表明，時(shí)，二次枝晶臂間距減少，等軸晶比例下降，中心碳偏析下降面為 200mm×200mm 的 SWRH82B 方坯時(shí)，采用工藝參數(shù)為速、二冷水采用弱冷、有輕壓工藝下，鑄坯中心的碳偏析指數(shù) 1.15 降到 1.06。王彥峰等[62]對(duì)重新分配二冷水分配制度進(jìn)行了段水量，增加了一段的水量，結(jié)果表明鑄坯的偏析程度減輕了表明：二冷水采用先強(qiáng)后弱分配制度后，鑄坯質(zhì)量提高了。，對(duì)于二冷制度不能一味的強(qiáng)調(diào)強(qiáng)冷和弱冷，針對(duì)不同的鋼種一樣。兩種冷卻方式各有特點(diǎn)，要根據(jù)實(shí)際的情況而定。倪滿：二冷采用強(qiáng)冷可以降低碳素鋼小方坯的偏析，但對(duì)于合金鋼重考慮。和冷卻強(qiáng)度和對(duì)鑄坯中心疏松和縮孔的影響。如圖 1-3 和 1-4
【參考文獻(xiàn)】

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