含铌钢异型坯连铸二冷制度的研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文含铌钢异型坯连铸二冷制度的研究作者姓名王志成指导教师朱苗勇教授东北大学材料与冶金学院钢铁冶金研究所申请学位级别硕士学科冬别工学学科专业名称钢铁冶金论文提交日期2014年6月论文答辩日期2014年6月学位授予日期2014年7月答辩委员会主席钟良才教授评阅人郑淑国副教授冯亮花副教授东北大学2014年6月万方数据ADissertationinFerrousMetaUurgyStudyonSecondaryCoolingSystemforBeamBlankContinuousCastingofNb—bearingSteelByW-angZhichengSupervi

2、sor：ProfessorZhuMiaoyongNortheasternUniVersi够June2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=正思。学位论文作者签名：砂彭崴日期：弘仰劳7厨旧学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借

3、阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：可艺反签字日期：沙㈨坪7目f臼两年i导师签名签字日期万方数据东北大学硕士学位论文摘要含铌钢异型坯连铸二冷制度的研究摘要H型钢是一种经济横截面型材，因与普通工字钢相比具有截面模数大、重量轻、节省金属等诸多优点，而广泛应用于机械制造、高层建筑、桥梁、海洋钻井平台、大型船舶等工程建设。在钢中加入适量的Nb能提高奥氏体再结晶温度，从而细化晶粒，大幅度提高钢的性能。但随着铌含量的增加，钢的高温塑性变差。且含铌钢异型坯因其横截面复杂，生产过

4、程中比常规铸坯更容易产生裂纹缺陷。然而可以通过优化铸坯的冷却条件来调整铸坯的冷却速度和改善横断面的冷却均匀性，从而改善铸坯冷却状态，减少铸坯质量缺陷。因此，本文以国内某钢厂尺寸为450mm×350mm×90mm的连铸异型坯为研究对象，研究异型坯连铸的二冷制度对铸坯质量的影响规律。主要的研究内容和结果如下：(1)建立了二维异型坯连铸凝固传热数学模型和二冷水迭代计算模型。根据钢种的高温力学性能、冶金准则的要求，确定连铸二次冷却的目标温度曲线，以目标温度曲线为连铸凝固传热模型的二次冷却区的边界条件；利用二冷水迭代计算模型，计算出二冷各区换热系数经验公式办=1．57矿‘55(1．0．0075R)／

5、伐中各区的u值，得到模型中内外弧二冷1至5区0【值分别为：3．2912、2．8656、1．8139、2．8373和3．9475，窄面二冷l至5区a值分别为：3．1127、2．5004、2．0954、1．1421和1．5462。根据换热系数与水流密度的经验关系式，模拟计算了三个典型含铌钢种连铸二冷配水的水表。(2)建立了二维异型坯连铸坯壳的热／力耦合模型，并结合Q345B异型坯连铸的二冷配水，在拉速为1．0m·min～，过热度为40℃条件下，研究了连铸异型坯的温度场、坯壳厚度分布、热应变分布规律。利用二次冷却冶金准则评判异形坯温度分布状况，得到二冷1至5区腹板表面中心点温度回升速率为99．3

6、℃／m、18．4℃／m、17。1℃／m、11．5℃／m和4．0℃／m，均小于100℃／m，符合二次冷却准则。采用异型坯表面温度标准差，考查了连铸异型坯表面横向温度分布的均匀性。得到结晶器出口处、二冷1至5区出口处和空冷区出口处温度标准差分别为：105．81℃、81．12℃、104．07℃、142．11℃、141．22℃、136．38℃和79．97℃。结晶器出口处腹板中心线上坯壳厚度为15瑚m。当异型坯界面移至距弯月面3．88m时，腹板中心完全凝固。在整个拉坯过程中，翼缘角部的热应变最大。(3)采用单一变量法研究分析了拉速、过热度等工艺参数对异型坯温度场、坯壳厚度分布及热应变分布的影响规律。

7、结果表明：拉速从0．8m·min．1增加到1．2m·min～，每万方数据东北大学硕士学位论文摘要升高0．2m．min～，矫直前腹板中心温度升高25℃左右，腹板中心完全凝固位置后移O．80m左右。腹板表面中心热应变随着拉速的增大而减小，拉速为0．8m．min～、1．Om．min。1和1．2m．min-1时矫直前腹板表面中心的热应变分别为．0．0122、．O．0110和．0．0101。(4)距弯月面相同位置处，过热度越高，腹