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《高拉速非正弦振动连铸结晶器内振痕的形成机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、高拉速非正弦振动连铸结晶器内振痕的形成机理研究孟祥宁朱苗勇江中块冷祥贵程乃良（东北大学材料与冶金学院，沈阳110004）（上海梅山钢铁股份有限公司炼钢厂，南京210039）摘要：通过分析振动周期内弯月而初凝坯壳的受力，阐述了连铸板坏表而振痕形成过程，解释了关于振痕生成位置的“附加液体容积”模型。结果表明：弯月而初凝坯壳在钢水静压力、摩擦力和保护渣渣道压力作用下随凝固进程形成振痕，振痕生成位程主要取决于初凝坯壳固液混合区的固相分率。关键词：连铸结晶器，非正弦振动，高拉速，振痕形成MechanismoftheFormationofOscillationMarksinSlabContinu
2、ousCastingMoldwithNon-sinusoidalOscillationandHighCastingSpeedMENGXiangning,ZHUMiaoyong,JIANGZhongkuai'LENGXianggui1*,CHENGNailiang"SchoolofMaterialsandMetallurgy^NortheasternUniversity,Shenyang1100041）SteelmakingPlant,ShanghaiMeishanIronandSteelCo.,Ltd,Nanjing210039AbstractOscillationmarksfor
3、mationforslabcontinuouscastingwasexpatiatedthroughstressanalysesofinitialsolidifyingmeniscusshellduringanoscillationcycle,andthe"ExtraLiquidVolume^modelaboutpositionofoscillationmarksformationwasexplained.Theresultsshowthatferrostaticpressure,frictionforceandfluxchannelpressureactonshellbringon
4、oscillationmarksalongwithsolidificationprogress,andthemarkspositionprimarilyliesonsolidifiedmassfractionofsolidifyingshellmushyzone・KeyWordscontinuouscastingmold,non-sinusoidaloscillation,highcastingspeed,oscillationmarksformation振痕是连铸坏特有的表面现象，作为表面裂纹、皮下夹渣和偏析等缺陷的主要发源地，严重影响连铸坏的表面质量⑴。振痕主要表现为“凹陷”型和
5、“钩”型两种形式，至今冇关振痕形成的模型和理论可归纳为弯月面初凝坯壳受结晶器内热和力的综合作用:“。稳定操作下，振痕的形成受钢水过热度、冷却水戢和拉速等工艺条件波动的影响小且稳定，而被广泛接受的“保护渣作用”机理指出，结晶器往复振动产生周期性施加于初凝坯売上的机械力是形成振痕的主要原因⑷。本文计算了拉速2.0m・min"浇铸SPHC（[C]W0.08%）钢种时板坯宽面弯月面区摩擦力、渣道压力和钢水静圧力，分析了振动周期不同时刻初凝坯壳的受力惜况，描述了高拉速稳定操作下连铸坯表面振痕在机械力作用下的形成过程，解释了关于振痕4：•成位置的“附加液体容积”模型，指出坯壳固液混合区的固相分率
6、值是决定振痕产生位置的主要因素。1数学模型的建立1.1摩擦力计算模型结晶器内摩擦力分为液态渣膜屮黏性牛顿流体运动产生的液体摩擦力和钢水静压力引起结晶器壁与凝固坯壳表面库仑摩擦生成的固体摩擦力。£=久•Ps⑵式中，么为液渣膜厚度，mm；右，伏为单位而积液体摩擦力和固体摩擦力，Pa；力为弯月面下距离，mm；门为渣道入口压力，Pa；仅为钢水静压力，Pa；以为拉速，久为结晶器撮动速度，m•min"；7一为固体摩擦系数；/为保护渣黏度，Pa・s；C为钢水密度,kg-m假设保护渣充满整个气隙，坏壳只有垂直拉坏方向的稳态传导传热，渣膜和坏壳内温度均呈线性分布，忽略凝固相变引起的坯壳力学行为，考虑
7、坯壳为不可压缩材料，则力处液渣膜厚度由以下各式计算叫川JId=t（Ts-Tn^h--hE--uc/?=（）乙丄式中,d为总渣膜厚度，mm；G为渣膜内温度梯度，°C•mm'1；L为结晶器宽度，mm；〃为坯壳温度节点（沪0,1,2,-,/7）；盂为铸坯表面温度，°C；Z为保护渣熔点，°C；盂为结晶器热面温度，°C；久为坏壳节点温度，°C；u为铜板变形量,mm；几为铸坯线性收缩系数，°CI£为结晶器锥度，%,热血温度由热平衡关系计算，结晶器内传热控制方程为：ad
