Федосов А.В., Цупрун А.Ю., Пащук Д.В., Северенчук А.А. - Исследование влияния скорости разливки на структуру и дефекты стального слитка

Аннотация

Общая постановка проблемы

Приведены результаты исследования влияния скорости разливки на формирование структуры и внутренних дефектов слитка, отливаемого в изложнице, полученные на основе компьютерного моделирования. Показано, что для слитков, отлитых сверху, оптимальной является средняя скорость разливки 1,4…2 м/мин., т.к. в этом случае наблюдается снижение количества поверхностных дефектов и увеличение выхода годного металла, обусловленное уменьшением глубины проникновения усадочной раковины в тело слитка.

Анализ архитектур моделирующих программ

Скорость образования корочки твердого металла в самом кристаллизаторе, как показали исследования, хорошо описывается уравнением: X=K*? Средний коэффициент затвердевания заготовок круглого сечения диаметром 170-190 мм равен для низкоуглеродистых сталей 25-26 мм/мин 0,5, для высокохромистых 22-24 мм/мин 0-5, для высоколегированных хромоникелевых и хромоникельмарганцовистых сталей 18-20 мм/мин 0,5, наконец, для жаропрочных сталей на никелевой основе 11-13 мм/мин 0,5. Для обеспечения нормальных условий разливки толщина корочки при выходе слитка из кристаллизатора должна быть не менее 2,5 мм. При рабочей длине кристаллизатора, равной 100 см, скорость разливки для заготовок низкоуглеродистой стали разных сечений изменяется в следующих пределах. Все дефекты, встречающиеся в непрерывнолитых заготовках, можно условно разделить на следующие группы: – дефекты геометрической формы (профиля) заготовки; – поверхностные и подповерхностные дефекты; – внутренние дефекты, которые располагаются внутри тела заготовки. К числу основных дефектов непрерывнолитых заготовок следует отнести: дефекты геометрической формы, поверхностные продольные, поперечные и паукообразные трещины, внутренние трещины, дефекты в сердцевине слитка, поры и участки шлаковых включений и т.п. Дефекты профиля непрерывнолитой заготовки – это дефекты, при которых поперечное или продольное сечение заготовки деформировано относительно заданной геометрической конфигурации. Такие дефекты могут быть связаны с повышенной скоростью или температурой разливки стали, с недостаточным, повышенным или неоднородным охлаждением слитка. Главной причиной, вызывающей развитие нарушения конфигурации заготовки, является неравномерное наращивание корки слитка в кристаллизаторе. Разнотолщинная корочка слитка на выходе из кристаллизатора при дальнейшем интенсивном охлаждении слитка будет способствовать развитию высокой ромбичности заготовки. Образование неоднородной корки слитка в кристаллизаторе может быть связано с неточной центровкой струи металла из промежуточного ковша, износом или деформацией профиля гильзы, неравномерным охлаждением слитка ввиду переменного зазора между обечайкой и гильзой кристаллизатора. Высокая ромбичность непрерывнолитой заготовки может вызвать проблемы при формировании профиля в валках клетей прокатного стана. Кроме того, высокая ромбичность заготовки может обусловливать возникновение других видов дефектов (например, поверхностных и внутренних продольных трещин).