板坯连铸鼓肚变形行为分析.pdf

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1、2012NO．1重型机械·17·板坯连铸鼓肚变形行为分析徐荣军(宝山钢铁股份有限公司研究院，上海201900)摘要：本文从平板理论出发，考虑高温蠕变，推导出坯壳在钢液静压力和温度场的共同作用下的挠度解；从鼓肚变形能出发，推导出计算拉坯阻力的解析模型；并通过工程实例和实测分析了最大鼓肚变形量和拉坯阻力计算的准确性。关键词：连铸；鼓肚变形；拉坯阻力中图分类号：TF777．1文献标识码：A文章编号：1001—196X(2012)01—0017—05Behavioranalysisofbulgingdeformationinslabcastingproc

2、essXURong-jun(ResearchInstitute，BaoshanIron&SteelCo．，Ltd．，Shanghai201900，China)Abstract：Basedontheplatetheory，thesolutionofthesolidifiedshelldeflectioninthestaticpressureofmol—tensteelandtemperaturefieldunderthejointactionisderivedwhiletakingintoaccountthehigh—temperaturecree

3、pdeformation．Basedontheenergymethodofbulgingdeformation，ananalyticalmodelofthecastingwith—drawalresistanceisdeduced．Theaccuracyofcalculatingmaximumbulgingdeformationandcastingwithdrawalresistanceisanalyzedbyprojectexamplesandactualmeasuredresults．Keywords：continuouscasting；bu

4、lgingdeformation；withdrawalresistanceofcasting连续梁，认为坯壳的鼓肚变形完全是弹性的，将U日lJ吾两夹送辊间坯壳视为一宽面固支，而窄面具有不连铸铸坯坯壳的总应变主要由鼓肚应变、辊同边界条件(将窄面视为固支边／简支)的承受均子不对中应变及矫直应变三部分组成。在坯壳的布载荷的等厚度弹性板，用差分方法求解鼓肚变总应变中，由钢水静压力引起的鼓肚应变占的比形量。而在考虑蠕变变形对鼓肚的影响时又将其重最大，若铸坯的坯壳应变过大，会引起铸坯内视为相当于一承受均布载荷的两端固支梁；后又裂，甚至发生漏钢事故。同时，铸坯

5、鼓肚变形造有作者将其视为两对边固支两对边简支的平成的拉坯阻力在整个铸机总拉坯阻力中占的比重板进行计算。部分研究者认为在二冷区几乎没有最大。因此，有效控制铸坯鼓肚变形量对控制总塑性变形，形成板坯鼓肚的主要因素是坯壳的高应变、防止铸坯缺陷、优化连铸机的辊列设计及温蠕变。对拉坯功率的选配具有十分重要的意义。随着有限元商业软件的发展，有作者刮对由于影响铸坯鼓肚变形量的因素十分复杂，板坯连铸坯鼓肚变形的规律进行了二维和三维的很难求得问题的精确解。盛义平⋯总结了目前仿真研究，这种方法也许能准确计算铸坯鼓肚国内常见的计算坯壳鼓肚变形量的几个主要近似量，但缺少普

6、遍适用性，每一个工程问题要建立公式，公式大多把连铸坯壳视为承受均匀载荷的一个模型，工程实际应用中还是希望有一个普遍适用的解析解。综上所述，鼓肚变形量的计算无外乎解析法收稿日期：2011—11—20；修订日期：2011—12—12作者简介：徐荣军(1965一)，男，宝山钢铁股份有限公司研究(连续梁模型或平板模型)及有限元方法仿真两院教授级高级工程师。类，鼓肚变形量的计算解决了铸机设计中的辊间·18·重型机械距选择问题，但对于铸机设计中拉坯功率大小验公式选择即拉坯阻力计算问题，有限元方法仿真无8×。N／mm2．，能为力，基于连续梁模型的拉坯阻力计算已

7、有许多探讨，但关于平板理论的拉坯力计算很式中，Tm为坯壳平均温度，：；为少涉及。本文试图从平板理论出发，考虑高温钢的固相线，为坯壳表面温度，铸坯的表面蠕变，推导出坯壳在钢液静压力和温度场的共同作用下的挠度解；从鼓肚变形能出发，推导温度T可按下式计算：Tf：840+287，出计算拉坯阻力实用的解析模型，以期更接近为浇注速度，m／min；L为铸流长度，m。实际情况。2挠曲方程的求解1基本方程代入相应的边界条件，整理得挠曲面的近根据坯壳凝固的实际工况，将坯壳视为一不似解均匀的温度场，且承受均布载荷(钢水静压力)一4pl4羡七m的矩形薄板，由于板坯宽度远

8、比辊距大，所以铸坯边界对内部影响根据圣维南原理可忽略不计。因此，其力学模型为：把坯壳视为一对边固支一[++】对边简支，承受均布载荷P，坯