一種弧型連鑄機的蠕變矯直方法與流程

本發明屬于連續鑄鋼領域，特別涉及一種弧型連鑄機的蠕變矯直方法。
背景技術：
：連鑄坯矯直技術是鋼鐵連鑄生產中的關鍵技術。弧型連鑄機的矯直是指具有一定曲率半徑的連鑄坯在外力矩的作用下通過變形變成平直鑄坯的過程。伴隨著當今高效連鑄技術的發展，連鑄坯矯直從固態矯直發展為帶液芯矯直，矯直方法也從單點矯直逐步發展到多點矯直、漸進矯直、連續矯直等。連鑄坯矯直技術對于避免產生裂紋，提高鑄坯質量和生產效率至關重要。目前國內連鑄機大多采用多點矯直技術，近些年一些新建的連鑄機普遍采用了連續矯直技術，無論哪種矯直技術都被認為連鑄坯的矯直變形必須達到塑性屈服條件，即矯直力矩大于塑性彎矩，矯直應力大于屈服應力。但是連鑄坯在矯直過程的塑性變形有可能導致鑄坯出現裂紋等質量缺陷。連鑄坯在矯直過程中所處環境溫度較高，基本在1000℃以上，材料蠕變現象比較明顯，而現有的連鑄坯矯直方法并未完全發揮材料的蠕變性能。因此，提出一種針對弧型連鑄機的蠕變矯直方法，依靠材料的高溫蠕變變形可以降低矯直力矩和矯直應力，從而達到降低裂紋出現的風險，提高鑄坯質量的目的。技術實現要素：本發明提供一種弧型連鑄機的蠕變矯直方法，其要解決的技術問題是：使連鑄坯在矯直變形時應變速率低于相同溫度和小于屈服應力作用下的蠕變應變速率，完全依靠材料高溫蠕變特性進行蠕變矯直，不發生塑性變形，避免裂紋的產生，提高鑄坯的質量。為解決上述問題，本發明的技術方案是這樣實現的：一種弧形連鑄機的蠕變矯直方法，該方法內容包括如下步驟：1、確定連鑄坯材料在矯直區溫度范圍的屈服強度σs，選取連鑄坯材料進行高溫蠕變拉伸試驗的恒應力σ，使σ<σs，然后確定連鑄坯材料在矯直區溫度和低于屈服應力σs作用下的最小蠕變應變速率2、根據連鑄坯厚度D和許用應變，由公式確定連鑄機的基本圓弧半徑R0，根據冶金長度和鑄機高度確定矯直段弧長和基本圓弧段弧長，改變矯直輥輥列布置，延長矯直區域，增加連鑄坯蠕變時間，使連鑄坯在矯直區有充足的時間進行蠕變變形；3、選取低曲率變化率的矯直曲線，使矯直區應變速率低于試驗確定的最小蠕變應變速率此時連鑄坯在矯直變形過程中所受矯直應力低于屈服應力，以低于屈服應力的狀態發生蠕變變形，整個矯直過程不發生塑性變形，最終實現連鑄坯的蠕變矯直。與現有技術相比，本發明具有以下優點：(1)連鑄坯在矯直變形過程中，應變速率低于相同溫度和小于屈服應力作用下的蠕變應變速率，并不發生塑性變形，矯直應力始終低于屈服應力，降低了裂紋產生的可能性。(2)連鑄坯矯直弧長顯著延長，增加了蠕變變形時間，連鑄坯材料的高溫蠕變性能利用的更充分，應變速率更低，有利于提高連鑄坯質量，很好地適應了連鑄坯較高的拉坯速度。附圖說明圖1是傳統五點矯直技術弧型連鑄機曲線圖；圖2是蠕變矯直技術弧型連鑄機曲線圖；圖3是應變速率對比圖。具體實施方式下面結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體說明。所描述的實施例僅僅是本發明的部分實施例。以基本圓弧為9300mm的弧形連鑄機矯直段為例，圖1為傳統五點矯直技術弧型連鑄機曲線圖，矯直段弧長1520mm，按照如圖2所示的蠕變矯直技術弧型連鑄機曲線圖，針對該連鑄機按照曲率變化率符合余弦規律的連續矯直曲線進行矯直輥布置，矯直段弧長10000mm，圓弧半徑為8000mm，根據轉角與曲率關系以及弧微分公式得出新矯直曲線在直角坐標系下的參數方程為：x(s)=∫010000cos(5π(1-cos(πs20000)))dsy(s)=∫010000sin(52π(1-cos(πs20000)))ds(0≤s≤10000)]]>其中s為弧長，單位為mm。其曲率變化率與弧長的關系方程如下式：k′(s)=dk(s)ds=18000×π20000cos(πs20000)(0≤s≤10000)]]>根據轉角和弧微分公式選用連鑄坯材料Q345C，厚度為230mm，寬度為1500mm，由于連鑄坯在矯直區表面溫度在1000℃——1100℃之間，因此通過高溫拉伸試驗測得1000℃、1050℃和1100℃的屈服應力分別為37.34MPa(1000℃)、29.99MPa(1050℃)和23.21MPa(1100℃)，然后以低于該溫度的屈服應力36MPa(1000℃)、28MPa(1050℃)和22MPa(1100℃)進行恒定應力蠕變拉伸試驗，通過對應變-時間曲線進行求導，得出三個溫度下的最小蠕變應變速率分別為1.0106×10-4S-1(1000℃)、1.1869×10-4S-1(1050℃)和1.3060×10-4S-1(1100℃)。分別對兩種矯直方法的機型曲線建立有限元計算模型，由于在低于屈服應力的情況下，溫度越高，蠕變速率越快，因此取1000℃時各熱物性參數進行有限元模擬計算，由于連鑄坯在矯直過程中內弧側受拉、外弧側受壓，因此提取連鑄坯內弧側應變速率數據，其應變速率對比圖如圖3所示；傳統五點矯直方法由于比較短的矯直弧長，矯直變形時間短，并且多點矯直存在應變速率突變，在最后一個矯直點的應變速率達到1.2×10-3S-1，而新的蠕變矯直方法由于矯直區很長，應變速率變化比較平緩，最大值都在10-5以下，比同溫度低于屈服應力作用下的最小蠕變應變速率還低，因此蠕變矯直方法在矯直過程中矯直應力可以始終低于屈服強度，不發生塑性變形，在整個矯直區實現了蠕變矯直。當前第1頁1 2 3