[发明专利]一种基于大方坯自然热收缩辊缝工艺的控制方法

说明书

技术领域

发明涉及一种冶金生产中的方坯连铸辊缝工艺，特别是涉及一种基于大方坯自然热收缩辊缝工艺的控制方法。

背景技术

铸坯横断面尺寸大于200mm×200mm的大方坯连铸机主要浇铸优质钢和合金钢，用以轧制高强度型钢、槽钢、角钢、线材、圆钢及无缝钢管等对内部质量和压缩比要求严格的钢种。由于铸坯断面较大，在浇铸过程中容易出现鼓肚变形、弯矫变形和中心偏析等，从而造成铸坯表面缺陷和内部缺陷。辊缝工艺设定值大于实际铸坯厚度时，会导致宽面方向产生鼓肚，尤其在凝固末端，这种鼓肚将使两相区杂质元素(如C，Si，Mn，S，P)向铸坯中心流动，加剧了中心偏析和疏松的形成。辊缝小于实际铸坯厚度时，由于铸坯厚度方向受到压缩，将导致拉坯阻力的增加。同时，结晶器的尺寸设计也要基于铸坯热收缩量，这样才能得到准确的铸坯尺寸。因此准确地确定连铸坯从出结晶器到连铸机末端过程中的热收缩行为是制定辊缝工艺的重要基础。

在铸坯的截面中，如果一条对角线大于另一条对角线就称为菱形变形，又称“脱方”。脱方会伴随产生一系列的表面和内部质量缺陷，如沿钝角侧对角线方向的内裂，在钝角部位的角部纵向裂纹和面部纵向裂纹，甚至还会产生漏钢等影响浇铸的事故。不合适的辊缝制度会加剧菱形形变，合适的辊缝制度使菱形变形得到改善。若连铸机由于辊缝值设定过小时将引起拉坯阻力过大，使拉矫机发生打滑拉不动，而造成溢钢的现象，影响铸机正常生产。因此，准确的设定铸机的辊缝值，能保证生产的顺行进行。

连铸坯的自然热收缩是指铸坯在凝固过程中没有外力作用(如钢水静压力，辊子对铸坯的压力等)，只由物体热胀冷缩原因引起的连铸坯断面的收缩。由于铸坯热收缩过程伴随着热、力以及钢液流动的多重现象，钢液流动与传热密切相关，坯壳的热状态与坯壳应力分布密切相关。

目前还未发现通过铸坯热收缩值来对辊缝进行控制，通过设定辊缝锥度值、辊缝减少速率的值从而制定合理的辊缝工艺制度，提高铸坯内部质量的相关技术报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过铸坯热收缩值控制辊缝的控制工艺。

本发明解决其技术问题所采用的一种基于大方坯自然热收缩辊缝工艺的控制方法是通过以下步骤确定辊缝制度，

(1)实时温度场计算：建立铸坯凝固传热模型，得到不同时刻温度场；

将铸坯横截面采用为从中心到表面逐渐加密的网格作为计算基准，将坐标系建立在铸坯上，得到铸坯二维非稳态传热微分方程为：

ρc∂T∂t=λij(∂2T∂x2+∂2T∂y2+∂2T∂z2)+Q---(1)]]>

式(1)中：T-温度，Q-单位体积的热生成率，ρ-单位体积的质量密度，c-比热，t-时间，λ_ij-材料在指定空间方向上的热传导率张量分量，