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双辊薄带连铸作为适应钢铁工业低能耗、短流程、高效率、低成本发展的一项前沿技术正在受到全世界钢铁界的广泛关注,目前大规模工业化应用主要面临着薄带质量差和质量不稳定等问题。其中,特别是铸轧过程中大包钢液温降情况、熔池内的流动特征与温度分布情况及侧封效果等,是影响铸轧产品质量的关键因素。因此,本研究结合薄带连铸技术现状与存在问题,以80t薄带连铸用钢包和带宽为1000 mm、辊径为600 mm的双辊薄带连铸机为研究对象,利用数值模拟和物理模拟研究了钢包内钢液的温降机理和不同保温措施对包内钢液温降的影响;布流系统与工艺参数对铸轧熔池流体流动特征及温度场的影响,并在此基础上研究了侧封板结构、导热系数以及预热温度对侧封板的温度和热应力分布影响,并确定该铸轧机生产的关键技术参数。研究结果表明:(1)80 t普通钢包通过渣层、包壁以及包底的热量损失分别为127.04,211.32和36.95kW,钢液的温降速率达1.1 K.min-1,整个浇次钢液温降高达65 K以上,浇注前后期钢液过热度差别过大,不利于产品质量的均匀性,因此难以满足薄带连铸生产要求。在钢渣表面添加40 mm厚的保温覆盖剂(k=0.075 W.m-1.K-1)时,通过渣层表面的热量损失可由127.04降低至5.89 kW;钢包绝热层的材质由20 mm厚的纳米孔绝热板(k=0.031W.m-1.K-1)替代20mm厚轻质粘土砖(k=0.2 W.m-1.K-1)时,通过包壁和包底的热量损失分别由213.03和24.69 kW降低至37.29和3.57 kW。当16 mm厚的纳米孔绝热板与40 mm厚的保温覆盖剂同时使用时,整个浇次钢液平均温降速率降低至0.31 K.min-1,整个浇次钢液温降在18 K左右,可满足薄带连铸生产对钢包保温性能的要求。(2)布流系统的结构是影响铸轧熔池流场与温度场分布的关键,并将直接影响产品质量。在80 m.min-1的铸轧速度下,当采用A3型分配器与B6-2型布流器组合使用时,液面平均波高为1.3 mm,上部区域停留时间方差均值为0.75,流体特征参数离散度均值为0.25,因此是本研究条件下的最佳布流方案。(3)铸轧速度对熔池液面波动、上部区域流体混合状况和熔池内沿带宽方向流体流动一致性影响显著,而熔池接触角仅对液面波动影响较大,因此适宜的铸轧速度是生产顺行的关键。当铸轧速度由40提高至80 m.min-1时,熔池液面波动值由0.53增加到1.30mm,上部区域停留时间方差均值由0.21增加到0.75,各流动特征参数的离散度均值由0.61减小至0.25,继续提高铸轧速度至100 m.min-1时,液面波高值为2.97 mm,停留时间方差均值和流动特征参数离散度基本不变;熔池接触角由45升高至600时,熔池液面波动值由1.33降低至0.66 mm,停留时间方差均值由0.84减小至0.67,流动特征参数离散度均值由0.20升高至0.29。(4)铸轧速度和布流孔出口角度对熔池上部区域的温度分布影响显著。当铸轧速度由40增加到80 mmin-1时,熔池表面温差从31 K减小到20 K,熔池表面温度分布得到显著改善;随着布流孔向上倾角的逐渐增大,表面温差由0°的35 K减小到15°的20 K,但向上倾角进一步增大到180时,熔池表面温度分布基本不变;熔池接触角由50°升高至600时,表面温差由20 K增大至局部出现凝固结壳。浇铸钢液过热从20升高至40 K时,熔池出口铸坯中心温度平均仅升高5 K;铸辊表面换热系数每增加1000 W.m-2.K-1,熔池出口处铸带中心温度平均降50 K。因此本研究条件下适宜的铸轧速度为60~80m.minq,熔池接触角为50~550,布流孔向上倾角为15°、钢液过热度为20~40 K。(5)在侧封板本体和保护钢壳之间设置隔热层(k=0.05 W.m-1.K-1)可以有效地减小侧封板本体热应力并提高侧封板的保温性能。当其厚度为6 mm时,侧封板外表面温度和中心面A点的热应力分别为787.3 K和15.66 MPa,但继续增加其厚度时效果不再明显。增加本体导热系数有利于降低侧封板的热应力,但影响侧封板的整体的保温效果,当侧封板本体导热系数在13.8~21.5 W.m-1.K-1之间,中心面应力最大处A点的热应力(6)与其导热系数(D之间符合σ=0.0094k2-0.4029k+22.7535 R2=0.99的抛物线规律;随着预热温度的增加,铸轧初期侧封板从钢液中吸收的热量减少,侧封板在铸轧初期的保温效果得以改善,当预热温度由673升高至1473 K时,侧封板A点最大热应力(6)随着预热温度(7)的增加显著减小,且二者之间符合σ=2.3802e-5T2-0.0662T+61.3213 R2=0.99的抛物线关系。因此,在选取氮化硼作为本体材料时,隔热层厚度不低于6 mm、预热温度应不低于1273 K。