CN114088503B - 一种验证二次冷却凝固模型准确性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷却模型技术领域，尤其是涉及一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，包括如下步骤：S1、利用普锐特建立的在线建立二次冷却凝固模型；S2、在连铸生产工艺下得到铸坯，计算得到铸坯进入拉矫机中心固相率fs，S3、使用拉矫机进行轻压下，在中心固相率fs在10‑50％时区域开始进行单辊或多辊的压下；S4、铸坯取样后纵向低倍酸洗检验裂纹起始位置，根据实测裂纹起始位置测量得到X与二次冷却凝固模型模拟的铸坯厚度D对比。可通用压下工艺产生裂纹的方式验证二次冷却凝固模型的准确性，可以保证铸坯纵向低倍产生裂纹，并根据裂纹起始位置验证二次冷却凝固模型的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及冷却模型技术领域，尤其是涉及一种验证二次冷却凝固模型准确性方法。
背景技术
对于高碳钢改善其中心偏析与中心疏松的手段基本上采用低过热度或轻压下技术，对于轻压下技术而言二次冷却凝固模型模拟的铸坯凝固行为至关重要，故验证二次冷却凝固模型的准确性是轻压下改善铸坯中心偏析与疏松的第一环节。通常情况下，在建立连铸凝固模型后，对连铸坯温度场进行预测，并采用射钉实验或沉铅法对于凝固模型计算结果进行验证、调试，但由于射钉涉及到安全问题该验证方法已无法实施，沉淀法对于小方坯实施较为困难，在实施过程中易出现漏钢风险，且小方坯凝固速度快且拉速较快，铅沉淀时的速度与铸坯存在相对运动速度，故对于铸坯出现含铅位置有待验证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中射钉涉及到安全问题该验证方法已无法实施，沉淀法对于小方坯实施较为困难，在实施过程中易出现漏钢风险的问题，提供一种验证二次冷却凝固模型准确性方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，包括如下步骤：
S1、利用普锐特建立的在线建立二次冷却凝固模型；
S2、在连铸生产工艺下得到铸坯，通过在线二次冷却凝固模型确定比水量、拉速工艺条件下铸坯的温度，计算得到铸坯进入拉矫机中心固相率fs，
T为温度，TL为钢的液相线温度，TS钢的固相线温度；
S3、使用拉矫机进行轻压下，在中心固相率fs在10-50％时区域开始进行单辊或多辊的压下；
S4、铸坯取样后纵向低倍酸洗检验裂纹起始位置，根据实测裂纹起始位置测量得到X，二次冷却凝固模型模拟的铸坯厚度D，当|X-D|≤5mm时，二次冷却凝固模型模拟准确。
进一步包括所述步骤S2中连铸生产工艺的结晶器水流量120～140m3/h，结晶器水温差在7.5～9.5℃，结晶器铜管长度900mm，足辊喷嘴采用三排两列共24个喷嘴，其长度在0.45m，二冷段包括二冷一段、二冷二段以及二冷三段，二冷一段长度1.9m，二冷二段长度2.4m，二冷三段长度2.5m。
进一步包括所述步骤S2中二冷采用中冷、弱冷模式，比水量控制在0.7L/kg～0.55L/kg，结晶器的足辊采用全水冷却，二冷一段、二冷二段、二冷三段采用气雾冷却，二冷各段水量的分配比例为足辊23％、二冷一段45％、二冷二段22％、二冷三段10％，拉速2.4-2.5m/min。
进一步包括所述步骤S3中拉矫机的压下区间距离弯液面14200mm～17900mm，压下速率0.1～0.2mm/sec。
进一步包括所述所述步骤S3中当铸坯中碳含量＞0.45％时，采用多辊压下，当0≤fs＜0.10时压下量为0mm，当0.10≤fs≤0.50时总压下量为4～12mm；
铸坯中碳含量≤0.45％时，中心固相率fs在0.15-0.20时区域开始进行单辊压下，当0≤fs＜0.10时压下量为0mm，当0.10≤fs≤0.20时总压下量为10mm。
进一步包括所述步骤S4中取样酸洗具体步骤为将所取铸坯加工成沿拉坯方向纵截面中心试样并截取试样，将所取铸坯的断面用铣床磨光表面，将中心试样放入1：1的盐酸溶液中且浸蚀面完全被酸浸泡，在酸洗池加热至70～80℃，在该温度范围内保持20分钟后将试样取出，取出后立即用清水和酒精清洗，再用吹风机吹干，分析中心试样的裂纹并测量得到X。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，可通用压下工艺产生裂纹的方式验证二次冷却凝固模型的准确性，并给出了具体压下工艺实施参数的确定方法，包括压下位置、压下量的选择，可以保证铸坯纵向低倍产生裂纹，并根据裂纹起始位置验证二次冷却凝固模型的准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的纵截面中心试样示意图；
图2是本发明实施例1的中心试样裂纹测量示意图；
图3是本发明的二次冷却凝固模型模拟凝固坯壳示意图；
图4是本发明实施例2试样酸洗后的断面示意图；
图5是本发明实施例2的测试曲线示意图；
图6是本发明实施例3试样酸洗后的断面示意图；
图7是本发明实施例3的测试曲线示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，包括如下步骤：
S1、利用普锐特建立的在线建立二次冷却凝固模型；
S2、在连铸生产工艺下得到铸坯，通过在线二次冷却凝固模型确定比水量、拉速工艺条件下铸坯的温度，计算得到铸坯进入拉矫机中心固相率fs，
T为温度，TL为钢的液相线温度，TS钢的固相线温度；
S3、使用拉矫机进行轻压下，在中心固相率fs在10-50％时区域开始进行单辊或多辊的压下；
S4、铸坯取样后纵向低倍酸洗检验裂纹起始位置，根据实测裂纹起始位置测量得到X，二次冷却凝固模型模拟的铸坯厚度D，当|X-D|≤5mm时，二次冷却凝固模型模拟准确。
所述步骤S2中连铸生产工艺的结晶器水流量120～140m3/h，结晶器水温差在7.5～9.5℃，结晶器铜管长度900mm，足辊喷嘴采用三排两列共24个喷嘴，其长度在0.45m，二冷段包括二冷一段、二冷二段以及二冷三段，二冷一段长度1.9m，二冷二段长度2.4m，二冷三段长度2.5m。
所述步骤S2中二冷采用中冷、弱冷模式，比水量控制在0.7L/kg～0.55L/kg，结晶器的足辊采用全水冷却，二冷一段、二冷二段、二冷三段采用气雾冷却，二冷各段水量的分配比例为足辊23％、二冷一段45％、二冷二段22％、二冷三段10％，拉速2.4-2.5m/min。
所述步骤S3中拉矫机的压下区间距离弯液面14200mm～17900mm，压下速率0.1～0.2mm/sec。
所述步骤S3中当铸坯中碳含量＞0.45％时，采用多辊压下，当0≤fs＜0.10时压下量为0mm，当0.10≤fs≤0.50时总压下量为4～12mm；
铸坯中碳含量≤0.45％时，中心固相率fs在0.15-0.20时区域开始进行单辊压下，当0≤fs＜0.10时压下量为0mm，当0.10≤fs≤0.20时总压下量为10mm。
所述步骤S4中取样酸洗具体步骤为将所取铸坯加工成沿拉坯方向纵截面中心试样并截取试样，将所取铸坯的断面用铣床磨光表面，将中心试样放入1：1的盐酸溶液中且浸蚀面完全被酸浸泡，在酸洗池加热至70～80℃，在该温度范围内保持20分钟后将试样取出，取出后立即用清水和酒精清洗，再用吹风机吹干，分析中心试样的裂纹并测量得到X。
实施例1：
测量分析：在线切取300mm的铸坯，将所取铸坯加工成沿拉坯方向200mm×150mm×160mm纵截面中心试样，取样示意图见图1，将所取铸坯用铣床磨光表面，采用酸浸的方法进行裂纹分析，将中心试样放入1：1的盐酸溶液中，浸蚀面要完全被酸浸泡，在酸洗池加热至70～80℃，在该温度范围内保持20分钟后将试样取出，立即用清水和酒精清洗后，再用吹风机吹干，分析中心试样的裂纹，通过测量中心试样的裂纹距内弧或外弧表面的距离X，如图2所示，测量的X与二次冷却凝固模型模拟的第n个拉矫机(1≤n≤7)铸坯厚度D进行对比分析，当|X-D|≤5mm时则判定二次冷却凝固模型模拟准确。
实施例2：
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
70钢示例应用：C含量为0.65～75％、Si含量为0.17-0.37％、Mn含量为0.50-0.85％；中间包过热度1490～1506℃，拉速2.4m/min；二冷比水量0.75L/kg结晶器水流量140m3/h，实施轻压下过程中压下速率0.2mm/sec，总压下量12mm，单辊最大压下量4mm，轻压下机架压下量与铸坯固相率的关系如下表：
表1 70钢下量与铸坯固相率的关系
铸坯纵向低倍如图4，连续性中间裂纹裂纹产生的起始位置在距离铸坯表面46～48mm，在第1个拉矫机产生压下裂纹，二次凝固模型中在1号辊14.2m位置时模拟的铸坯凝固厚度在47.6mm与纵向低倍裂纹产生相吻合。
实施例3：
冷镦钢SWRCH35K示例应用：C含量为0.32～0.38％、Si含量为0.10-0.35％、Mn含量为0.60-0.90％、Al含量为0.020～0.040％；中间包过热度1517～1537℃，拉速2.5m/min；二冷比水量0.70L/kg，实施轻压下过程中压下速率0.10mm/sec总压下量10mm，单辊最大压下量10mm。轻压下机架压下量与铸坯固相率的关系如下表：
表2 SWRCH35K压下量与铸坯固相率的关系
铸坯纵向低倍如图5，连续性中间裂纹裂纹产生的起始位置在距离铸坯表面55～57mm，在第2个拉矫机产生压下裂纹，二次凝固模型中在2号辊14.8位置时模拟的铸坯凝固厚度在55.6mm与纵向低倍裂纹产生相吻合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，其特征是，包括如下步骤：
S1、利用普锐特建立的在线建立二次冷却凝固模型；
S2、在连铸生产工艺下得到铸坯，通过在线二次冷却凝固模型确定比水量、拉速工艺条件下铸坯的温度，计算得到铸坯进入拉矫机中心固相率fs，
T为温度，TL为钢的液相线温度，TS钢的固相线温度，
二冷采用中冷、弱冷模式，比水量控制在0.7L/kg～0.55L/kg，结晶器的足辊采用全水冷却，二冷一段、二冷二段、二冷三段采用气雾冷却，二冷各段水量的分配比例为足辊23％、二冷一段45％、二冷二段22％、二冷三段10％，拉速2.4-2.5m/min；
S3、使用拉矫机进行轻压下，在中心固相率fs在10-50％时区域开始进行单辊或多辊的压下，当铸坯中碳含量＞0.45％时，采用多辊压下，当0≤fs＜0.10时压下量为0mm，当0.10≤fs≤0.50时总压下量为4～12mm；
铸坯中碳含量≤0.45％时，中心固相率fs在0.15-0.20时区域开始进行单辊压下，当0≤fs＜0.10时压下量为0mm，当0.10≤fs≤0.20时总压下量为10mm；
S4、铸坯取样后纵向低倍酸洗检验裂纹起始位置，根据实测裂纹起始位置测量得到X，二次冷却凝固模型模拟的铸坯厚度D，当|X-D|≤5mm时，二次冷却凝固模型模拟准确。
2.如权利要求1所述的一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，其特征在于：所述步骤S2中连铸生产工艺的结晶器水流量120～140m3/h，结晶器水温差在7.5～9.5℃，结晶器铜管长度900mm，足辊喷嘴采用三排两列共24个喷嘴，其长度在0.45m，二冷段包括二冷一段、二冷二段以及二冷三段，二冷一段长度1.9m，二冷二段长度2.4m，二冷三段长度2.5m。
3.如权利要求1所述的一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，其特征在于：所述步骤S3中拉矫机的压下区间距离弯液面14200mm～17900mm，压下速率0.1～0.2mm/sec。
4.如权利要求1所述的一种验证二次冷却凝固模型准确性方法，其特征在于：所述步骤S4中取样酸洗具体步骤为将所取铸坯加工成沿拉坯方向纵截面中心试样并截取试样，将所取铸坯的断面用铣床磨光表面，将中心试样放入1：1的盐酸溶液中且浸蚀面完全被酸浸泡，在酸洗池加热至70～80℃，在该温度范围内保持20分钟后将试样取出，取出后立即用清水和酒精清洗，再用吹风机吹干，分析中心试样的裂纹并测量得到X。
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