微合金化钢连铸坯角部横裂纹缺陷控制技术研究

作     者：张瑞忠 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李强;刘耀辉

授予年度：2015年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：微合金化钢 角部横裂纹 倒角结晶器 凝固 

摘      要：微合金化钢是上世纪60年代以后迅速发展起来的工程结构用钢。在微合金化钢板带材生产技术中,铸坯及钢板表面质量缺陷一直是困扰国内外各大钢厂的关键技术问题。铸坯缺陷以角部横裂纹为主,约占各类缺陷的50%以上。由于角部横裂纹的存在,在对微合金化钢连铸坯进行轧制前必须进行冷态切角处理。这不仅造成大量的能源、材料、人力资源的浪费,而且造成库存场地加大,同时炼钢-连铸-轧钢的高效化生产节奏也被打乱。为了解决微合金化钢连铸坯表面横裂纹等缺陷问题,本文首先以邯宝炼钢厂所生产的X65微合金化钢为研究对象,对连铸生产过程中铸坯的第二相粒子析出行为进行了分析。指出微合金元素氮化物和碳氮化合物析出是导致钢坯高温延塑性降低的主要原因。其次,建立了常规结晶器和倒角结晶器内部钢水流动、传热和宏观凝固的数学模型,分析了使用常规结晶器和倒角结晶器对板坯凝固过程及结晶器不同角部形状(不同倒角角度和不同倒角长度)、铸坯角部钢水流动、温度变化和凝固过程的影响,给出了结晶器倒角尺寸和倒角范围的设计规范。最后,对所设计的倒角结晶器进行了工业试验及应用。工业化生产结果表明,采用倒角结晶器技术在大板坯角部横裂纹缺陷控制方面具有显著效果,可以确保连铸坯在不进行切角的条件下就能满足现场轧制生产需求,为板坯的热送直轧提供了重要保障。