Разработка и внедрение технологии обжатия слябов с неполностью затвердевшей осевой зоной на установках непрерывной разливки стали

• Автор: Ламухин, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил

Содержание

Введение Стр.

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Особенности кристаллизации непрерывного слитка

1.2. Влияние химического состава стали и геометрии сечения

1.3. непрерывнолитой заготовки на осевую ликвацию и пористость Анализ состояния и технологии улучшения макроструктуры
1.4. непрерывнолитой заготовки Особенности технологии мягкого обжатия незатвердевшего

1.5. непрерывного слитка Описание модернизированной промышленной установки

1.6. Выводы к разделу и задачи исследования

2. Теоретический анализ обжатия сляба с незатвердевшей

2.1. сердцевиной Структура расчтной модели деформации сляба с

2.2. незатвердевшей сердцевиной Методика расчта температурного состояния непрерывного
2.3. слитка Методика обжатия слитка в роликах тянущей клети
2.4. Разработка алгоритма определения давлений и перемещений в
2.5. парах роликов при мягком обжатии сляба Расчт деформации пепрерывнолитого сляба при заданном
давлении обжатия Выводы к главе 2
3. Экспериментальное исследование технологии мягкого обжатия
3.1. промышленных слябов Методика проведения промышленного эксперимента
3.2. Измерение геометрии слябов, разлитых при промышленных
3.3. испытаниях системы, на адыостаже Исследование макроструктуры опытных слябов
3.4. Зависимости деформации обжатия сляба от скорости
3.5. вытягивания Зависимость перемещения валков от величины давления в
3.6. гидроцилиндрах тянущей клети Анализ деформации слябов от давления в гидроцилиндрах
Зависимости перемещений валков от глубины жидкой фалы в слитке
Исследования обжатия сляба с жидкой сердцевиной при заданном значении датчиков перемещения Выводы к главе
Разработка модели влияния формирующейся макроструктуры затвердевающего непрерывного слитка на образование дефектов
Анализ тепловых процессов и установление зависимости размерных параметров дендритной структуры от режимов непрерывной разливки стали
Расчт параметров осевой химической неоднородности и осевой рыхлости сляба
Статистический анализ факторов, оказывающих наибольшее влияние на осевую рыхлость и осевую химическую неоднородность
Анализ эффективности влияния мягкого обжатия на параметры макроструктуры иепрерывнолитого сляба Выводы к главе
Экономическая эффективность процесса Выводы по работе Библиографический список Приложения
Введение


Изучение особенностей затвердевания слитка и непрерывнолитых заготовок, полученных при разливке стали одного химического состава, показало, что скорость кристаллизации непрерывнолитых заготовок выше но сравнению с затвердеванием обычного слитка. Качество непрерывнолитой заготовки определяется также строением осевой зоны. Некомпенсированная часть усадки жидкой стали может приводить к образованию пористости. Пористость в непрерывнолитых заготовках вызывается естественной усадкой стали при затвердевании и практически всегда сопровождается химической неоднородностью. В зависимости от условий затвердевания усадочная пористость проявляется в виде рассеянной пористости или сосредотачивается в центральной зоне сечения слитка. Рассеянная пористость образуется при затвердевании изолированных микрообъемов, отделенных от источников питания скелетами дендритов. Образование рассеянной пористости имеет место обычно в слитках большого развеса из сплавов с широким температурным интервалом затвердевания. Усадочная пористость, особенно рассеянная, обычно обнаруживается при развитой зоне равноосных кристаллов и ограниченной зоне столбчатых дендритов. В этом случае она сосредоточена в виде множества мелких пор и может сопровождаться химической неоднородностью. Осевая пористость в нспрсрывнолитых заготовках образуется в том случае, если скорость перемещения жидкого металла в центральной зоне слитка уменьшается настолько, что усадка стали не компенсируется полностью. Формирование непрерывнолитой заготовки подчиняется в основном тем же закономерностям, что и формирование обычного слитка, но в отличие от последнего имеет ряд особенностей. Процесс непрерывной разливки стали идет с постоянным вытягиванием заготовки из кристаллизатора, и потому дефекты усадки рассредоточиваются по всей длине заготовки. Поскольку при непрерывной разливке отвод тепла от заготовки в осевом направлении практически невозможен, так как разливка экономически выгодна только при высоких скоростях, то это приводит к значительному распространению лунки жидкого металла по длине непрерывнолитой заготовки. В результате центральная часть заготовки по всей длине затвердевает в последнюю очередь, а усадочные поры концентрируются по тепловой оси заготовки, создавая так называемую осевую пористость. С увеличением содержания углерода в стали объемная усадка увеличивается. Развитие осевой пористости в непрерывнолитой заготовке зависит также от величины поперечного сечения слитка. С увеличением размеров последнего осевая пористость рассредоточивается по объему заготовки. Значительное влияние на развитие осевой пористости оказывает геометрия поперечного сечения заготовки. Дефекты, обусловленные усадкой металла, наиболее ярко выражены в круглых и квадратных заготовках. В меньшей степени они проявляются в прямоугольных заготовках в связи с рассредоточением усадки по большой оси поперечного сечения. Формирование осевой зоны заготовки непрерывнолитой разливки происходит в условиях значительной протяженности жидкой фазы. В ряде работ отмечалось, что не наблюдается закономерного распределения усадочных дефектов по длине непрерывнолитых заготовок 2. Повидимому, такое положение верно только для условий горизонтальной и наклонной разливки стали. В случае разливки стали на вертикальных, радиальных и криволинейных УНРС при значительной протяженности жидкой фазы и больших величинах ферростагического давления данное утверждение является спорным. В реальных условиях кристаллизации непрерывнолитых заготовок фронт затвердевания в силу ряда причин характеризуется неравномерностью, как в продольном, так и поперечном сечении заготовки. Теплообмен между заготовкой и кристаллизатором неравномерен но высоте и периметру. Образующийся газовый зазор может снижать величину теплоотвода с 4кДжм2 до ,8,кДжм2 3. Неравномерность теплового потока по высоте и периметру кристаллизатора вызывает неравномерность роста затвердевающей корочки. Далее неравномерность теплоотвода может проявиться в зоне вторичного охлаждения. При большой неравномерности фронта затвердевания возрастает вероятность возникновения мостов перехватов и появления участков осевой усадочной пористости.