【摘 要】
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大方坯连铸生产过程中,中心缩孔是影响材料力学性能的一个主要内部缺陷,实施重压下工艺对缩孔焊合具有十分重要的意义。本文结合国内某钢厂现场生产的360 mm×450 mm和320 mm×410 mm大方坯的生产工艺,分别以45#钢和U78CrV连铸坯为研究对象。采用数值模拟方法分别建立三维热力流与热力耦合模型,首先针对大方坯中心缩孔的形成,理论计算出缩孔半径与最优的修正Niyama临界值;研究了不同拉
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大方坯连铸生产过程中,中心缩孔是影响材料力学性能的一个主要内部缺陷,实施重压下工艺对缩孔焊合具有十分重要的意义。本文结合国内某钢厂现场生产的360 mm×450 mm和320 mm×410 mm大方坯的生产工艺,分别以45#钢和U78CrV连铸坯为研究对象。采用数值模拟方法分别建立三维热力流与热力耦合模型,首先针对大方坯中心缩孔的形成,理论计算出缩孔半径与最优的修正Niyama临界值;研究了不同拉速、不同过热度对缩孔形成规律。探索分析了大方坯压下过程中,铸坯的温度场变化规律;多辊重压下对中心缩孔焊合行为规律;单辊重压下不同压下量、不同压下位置对大方坯缩孔焊合演变规律。本文所取得的主要结论如下:（1）大方坯凝固过程中,45#钢缩孔半径大约为1.58 mm,Ny*=45是产生中心缩孔的临界值;而U78CrV钢缩孔半径大约是1.1 mm,产生中心缩孔的临界值为Ny*=35;（2）无论是45#钢还是U78CrV钢,随着拉速的增加和钢水过热度的升高,大方坯中心缩孔形成的趋势逐渐增大,但是拉速对缩孔的影响更加明显;（3）45#大方坯角部同比其它位置的温度降低更快,宽面中心温度在结晶器中快速下降,当进入二冷区和空冷区后,温度下降缓慢,在二冷各区交界处均出现一定程度的回温。当凝固潜热完全释放之后,大方坯中心温度快速下降;（4）多辊重压下过程中,无论是45#钢还是U78CrV,随着拉矫机压下量的增加,铸坯中心缩孔逐渐由初始圆形变为椭圆形,接着进一步沿椭圆的长轴方向压缩为不规则几何形状,最后在凸型辊的重压下逐渐有焊合成线性的趋势。U78CrV钢对中心缩孔的焊合效率高于45#钢,前者达到98.5%,后者达到83.21%;（5）单辊重压下过程中,就压下量而言,随着拉矫机压下量的增加,大方坯中心缩孔的焊合趋势增大;就压下位置而言,6#拉矫机对中心缩孔焊合能力强于7#拉矫机;就钢种而言,U78CrV钢对缩孔的焊合效率高于45#钢。6#拉矫机位置处,U78CrV钢缩孔闭合率为98%,45#钢缩孔闭合率为81%;7#拉矫机位置处,U78CrV钢缩孔闭合率为82.6%,45#钢缩孔闭合率为71%。
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