1999年 4月炼 钢Apr. 1999
第15卷第2期Steelmaking Vol.15 No.2
结晶器锥度及其较好配合拉速的计算探讨
周建安
(马鞍山钢铁设计研究院)
摘 要 文中提出了通过钢液在结晶器中的收缩量计算结晶器锥度及其较好配合拉速的方法。建
立了更为明确的计算公式, 简化了以往的经验公式。钢液因液态收缩和凝固收缩引起的体积缩减(可以被认为是坯壳收缩量) 应等于因结晶器外形尺寸缩小所造成的体积缩减。吻合。同时, 也可通过给定的锥度计算出结晶器较好的配合拉速, 应用效果较好
关键词 结晶器 锥度 拉速 质量 计算
Discussion on Its (Design Research Institute )
the approach to calculating mould taper and its ap 2casting speed according to the contraction of molten steel in mould , which can establish much more specific calculation formulae and breviate former ones . The total contraction of volume of molten steel in liquidation and solidification pro 2cesses should be equal to the contraction of volume produced by the reduction of mould external sizes . Calculated taper should be matched with the actual one Meanwhile , the appropriate corresponding casting speed can be calculated by given taper , which can bring about good application effect .
Keywords mould taper casting speed quality calculation
1 前 言
结晶器锥度是结晶器的一个重要参数, 对连铸操作和铸坯质量的影响很大。为适应钢液在结晶器内凝固时产生的热收缩, 结晶器内腔应呈倒锥度, 以减小气隙, 改善冷却条件, 增加坯壳厚度, 以利于提高拉速和改善铸坯表面质量[1], 同时还能消除或减小坯壳温度回升现象, 有利于防止铸坯产生裂纹及变形[2]。锥度过小, 气隙大, 影响铸坯对结晶器的传热, 制约拉速的提高; 锥度过大, 会增加拉坯阻力和结晶器壁的磨损, 易引起铸坯抖动, 甚至拉裂坯壳, 造成漏钢。因此, 确定一个合适的锥度至关重要。但迄今为止
, 除了个别经验公式[3]外, 尚未见到有关结晶器锥度的定量计算。实
[3]
践证明经验公式对生产合金钢的长结晶器适用性较差。本文试图通过钢液在结晶器中的收缩量
联系人:周建安, 马鞍山市(243005) 马鞍山钢铁设计研究院炼钢科
计算结晶器的锥度及其较好的配合拉速。
2 锥度及其较好的配合拉速计算模型
当过热钢液注入结晶器时, 由于结晶器壁的强烈冷却, 先是通过结晶器导出钢液的过热量及凝固潜热, 凝成薄壳。初凝坯壳较薄, 且温度很度, 不能承受钢液的静压力, 会产生静压膨胀, 从而与结晶器内壁相接触, 进而坯壳受到强烈冷却, 其厚度得以增大, 于是冷却收缩, 使坯壳又脱离结晶器壁; 但由于这时坯壳的强度和刚性还很低, 在钢液静压力及坯壳温度回升的作用下又与结晶器壁重新接触, 出现“反复接触”现象。当坯壳厚度增大到能承受钢液静压力时, 坯壳开始与结晶器壁脱离而出现气隙。其坯壳在结晶器内形成示意图见图1。
铸坯凝固遵循均方根规律, 因此结晶器锥度
周建安:结晶器锥度及其较好配合拉速的计算探讨・34・
度一般比普碳钢过热度低一些) , 因此钢液液态收
缩量较小。实际上对收缩起主导作用的是凝固收缩。所谓凝固收缩即从液相线温度起至固相线凝固终了时的体积收缩。凝固收缩大小主要取决于钢的化学成分, 其中碳的影响很大, 碳含量对凝固收缩的影响见表1。合金元素的影响见表3。
图1 结晶器内坯壳形成示意图
呈现抛物线形状[4]。为便于加工, 目前结晶器通常
都采用单锥度。
钢液在结晶器中的收缩, 。收缩、。, 且温度很高, 1400℃以上, 因此坯壳由于温降产生的固态收缩量很小, 计算时可以忽略。液态收缩即浇铸温度降至液相线的收缩, 从铁—碳系平衡相图(见图2) 便知, 其收缩量随着含碳量与浇铸温度的提高而增加。由于连铸钢液过热度较小, 一般约为15～30℃(合金钢过热
[5]
图2 铁—碳系平衡相图表1 碳含量对凝固收缩的影响
碳含量%
凝固收缩率%
0.12
0.252.5
0.353
0.454.3
0.75
.3
钢液液态收缩和凝固收缩的总体积收缩量Εv
的确定[7](见表2) 。
表2 钢液的体积收缩率
普碳钢的体积收缩率
Εv =ΕC
Εx =2K i X
i
合金钢的体积收缩率
=K 1X 1+K 2X 2+K 3X 3+…
式中 Ε—合金元素对体积收缩的影响; x — X i ——合金钢中各元素含量的百分数%
K i ——各种合金元素对体积收缩率的影响系数
(见表3)
浇注温度t 0 ℃
碳钢的体收缩率与注温和含碳量的关系
炼 钢 1999年第2期・44・
表3 各合金元素对体积收缩率的影响系数
合金元素影响系数Ki
W -0.53
Ni -0.0354
Mn +0.0585
Cr +0.12
Si 1.03
Al +1.7
钢液因液态收缩和凝固收缩引起的体积缩减应等于因结晶器外形尺寸缩小所造成的体积缩减。由于结晶器内钢液面距结晶器上口一般留有约100mm 的安全净空, 因此由其净空造成的体积缩减量不应计算在钢液收缩量中, 而应从结晶器体积缩减中扣除。结晶器内坯壳密度与钢液密度可以认为近似相等。由于坯壳平均厚度较之因坯壳收缩产生的气隙平均厚度大得多, 这样, 坯壳体积则比气隙体积要大得更多, 因此计算坯壳体积时可不考虑气隙的影响。收缩为线性收缩, :
S h -
=[a 上 b 上-(a 上-2∆1)(b 上-2∆1) ]
h a 上 b 上
ΕV Γ(3)
对于圆坯结晶器, 则为:
1--[1-2
Χ-22
2
3Χ上
22] h Χ12]2
化为:
1-
h Χ上
ΕV Γ(4)
对于小圆坯结晶器, 因Χ≈Χ100上, (4) 式可简
22
上上下下
2
3Χ上
S 上S 下+S 下) h 3
-
S 上 100-
3
100(1)
2
=[Χ上-(Χ∆1) 2]上-) ] ΕV Γ
对于方坯、板坯结晶器, (1) 式则变为:
a 上 b 上 h -
=[∃S (h -100
h
(a 上 b 上+
a 上 b 上 a 下 b 下
a 100=a 上-b 100=b 上-
V Γ2 ΕΧ上
(5)
h
100(6) (7) (8)
+a 下 b 下) +
3
-[100 a 上 b 上-]
3
h
100 100
222
3
Χ100=Χ上-
h
=[a 100 b 100-(a 100-2∆1)(b 100-2∆1
) ]
(h -100) ΕV Γ
式(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) 中:
S 上——结晶器上口面积 mm S 下——结晶器下口面积 mm h ——结晶器长度, 即L mm
2
∃S ——坯壳等效面积 mm
即1--[1-3a 上 b 上]
3a 上 b 上
h -100
2
——结晶器有效长度, 即L mm
Ε—钢液总体积收缩率 %V —
a 上、b 下——分别代表结晶器矩形断面上口的
h
=[a 100 b 100-(a 100-2∆1)(b 100-2∆1) ]
h
长边与短边的尺寸 mm
(2)
a 下、b 下——分别代表结晶器矩形断面下口的
a 上 b 上
ΕV Γ
长边与短边的尺寸 mm
a 100——钢液面处结晶器上口拉坯方向尺寸 mm b 100——与拉坯方向垂直的钢液面处结晶器
对于小方坯结晶器, 因a 100≈a 上, b 100≈b 上,
(2) 式可简化为:1-3a 上 b 上
上口尺寸 mm
Χ—结晶器上口半径 上—mm
周建安:结晶器锥度及其较好配合拉速的计算探讨
Χ—结晶器下口半径 下—mm
Χ—钢液面处结晶器上口半径 100—mm ∆1——坯壳等效厚度 mm Γ——修正系数
结晶器内凝成的坯壳厚度∆与凝固时间Σ的平方根成正比, 即:
∆=K =K
・54・
[8]
L V
(出结晶器口) V
∆=K
(9)
式(9) 中
∆——坯壳厚度 mm
K ——结晶器凝固系数 mm ・(min
2-2
图3)
普通连铸机K , 具体情况而定
mm min 2
L ——(一般比结晶器长度h 少0.1m ) m
-1
V ——拉速 m ・min
坯壳等效厚度∆1的确定(见图3) 。
A =
[3]。上口尺寸一旦确定。结晶器锥度就由下口尺寸及长度来确定。对弧形连铸机来说, 由于拉坯、矫直作用等因素的影响, 铸坯厚度必然会减少, 因此计算时应加上减薄量, 具体视铸坯公称尺寸大小而定。由于不锈钢铸坯表面精整量较大, 减薄量可按2mm 考虑。
方坯:
a 上=a +2.5b 上=b +2.5
◊×a +∃A
[4]
∫
O
L
K
V
d L
3
∆==
L
1
V
L
1
3 2
◊×b -∃A [4]
a 下=a +X (1.9) ◊×a +∃A b 下=b +X (1.9◊) ×b -∃A
板坯:
a 上=a +2.5b 上=b +2.5a 下=a (1+2.5
A =∆ L
3
V
V
L
1 2
◊×a +2◊×b ◊- ◊-
窄宽
=
3
1000
) +2(11)
(10)
b 下=b (1+2.5)
在正常浇铸过程中, 拉速一般是不变的, 可以认为是个常量, 这是由工艺本身性质决定的。
欲得到常温下的铸坯尺寸, 首先必须要考虑钢水冷却到常温的总收缩量, 一般考虑到钢的化学成分、铸机型式和浇铸参数, 取11
3%～215%的收缩量是合适的[9]。板坯连铸机结晶器的倒锥度是按两宽面间和两窄面间分别给出的, 窄面(厚度方向) 锥度常取宽面锥度的一半[9]。由于轧机对铸坯断面有个公差要求, 一般在±310mm 以上[10]。对于负公差的铸坯, 轧机咬入性会更好一些。因此结晶器上口尺寸的要求并非那么严格。
式(11) 中
宽
=2
窄
a 上、b 上、
a 下、a 下——同前
a ——冷态铸坯公称尺寸(铸坯长边) mm b ——冷态铸坯公称尺寸(铸坯短边) mm X ◊——未知收缩系数, 通过上述联立方程
求出
宽
——板坯宽面锥度
窄——板坯窄面锥度
(括号内1.9为经验公式[3]的数据。) 结晶器锥度计算公式较多, 大都采用下列计
炼 钢 1999年第2
期・64・算公式:
方坯:
=
100◊a 上h
计算结晶器锥度及其较好配合拉速, 操作简单易
行, 对设计、生产具有一定的指导意义, 通过马钢等厂的生产实践, 证明是可行的。
宽= 100◊
a 下
3 结 语
(1) 通过钢液在结晶器中的收缩量求得结晶
板坯:
宽
=2
窄
(12)
=
100◊b 下h
器锥度及其较好配合拉速对生产具有一定的指导
意义。
(2) 晶器的设计寻求到理论依据(3) 。
参
对浇铸某种钢种某种断面的铸坯来说, 拉速可以认为是常量, 但对连铸机来说, 由于生产钢种、断面较多的原因, 铸机拉速则是个变量, 因此结晶器锥度不尽相同。对已确定的铸坯来说, 拉速对应一种锥度的结晶器, 做到的。、钢种、断面响, , 以适应生产的要求。对于设计多钢种多断面的结晶器, 可按总体积收缩率Ε。若总体积收缩率Εv 较大的钢种进行设计v 悬殊较大, 应分别设计结晶器锥度。在实际生产过程中, 也可根据给定的锥度, 通过上述公式求得一个结晶器较好配合拉速, 其拉速应在所浇钢种的允许拉速范围内。正常拉速小于最佳配合拉速, 说明钢液收缩量大, 易出现气隙, 如气隙过大则会影响铸坯质量; 正常拉速大于较好配合拉速, 说明钢液收缩量小, 因此增大了拉坯阻力。利用上述公式
, . 北京:冶金工业出版社,1987:88, 连铸钢坯凝固进程的数值模拟. 钢铁,1985;20(5) :
24
3 陈家祥主编. 连续铸钢手册. 北京:冶金工业出版社,1991:4574 殷瑞钰主编. 钢的质量现代进展(上篇) . 北京:冶金工业出版
社,1995:29
5 关润浩编著. 铸钢件凝固控制及冒口设计. 北京:冶金工业出
版社,1987:20～21
6 李弘英编著. 铸钢件的凝固和致密度的控制. 北京:机械工业
出版社,1985:12
7 施廷藻主编. 铸钢实用手册. 沈阳:东北工学院出版社,1988:2～12
8 徐宝升. 连铸知识讲座. 连铸通讯,1985;4,37
9 曹广畴主编. 现代板坯连铸. 北京:冶金工业出版社,1994:184～185
10 中国标准出版社第二编辑室编. 黑色冶金工业标准汇编(钢
坯、型钢及铁道用钢) . 北京:中国标准出版社,1992:31～34
(收稿日期 1998—03—16)
高磷热压块铁生产低磷钢
布罗肯・希尔公司、委内瑞拉黑色冶金公司以及Midrex 公司的工作都证明, 无论是采用Finmer
流化床还原工艺, 还是用Midrex 还原竖炉生产时, 铁矿石中的铁氧化物几乎全部被还原成金属铁。铁矿石中的磷都以磷灰石—钙(CaO ・P 2O 5) 形态存在, 很稳定, 经还原后产品的化学分析表明:在还原产品中磷以钙磷化合物形态存在于脉石中, 金属铁相里几乎没有磷。
在多处电炉冶炼表明:高比例配用含磷较高的HB 1冶炼时, 脉石中的磷酸盐被炉渣吸收, 渣中含磷很早就达到较高水平, 而后, 在早期放渣操作中将磷排出炉外, 使冶炼钢水含磷量达到较低水平; 含氮量也很低。
如西班牙新基哈诺山公司在电炉炉料中使用了46%的含磷0.072%热压块铁, 可得到含磷0. 011%的钢水; 委内瑞拉黑色冶金公司在悉尼钢厂进行的严格试验也证明, 在冶炼0.012%低磷钢的生产过程中使用了85%的高磷热压块铁。
(东北大学供稿)
1999年 4月炼 钢Apr. 1999
第15卷第2期Steelmaking Vol.15 No.2
结晶器锥度及其较好配合拉速的计算探讨
周建安
(马鞍山钢铁设计研究院)
摘 要 文中提出了通过钢液在结晶器中的收缩量计算结晶器锥度及其较好配合拉速的方法。建
立了更为明确的计算公式, 简化了以往的经验公式。钢液因液态收缩和凝固收缩引起的体积缩减(可以被认为是坯壳收缩量) 应等于因结晶器外形尺寸缩小所造成的体积缩减。吻合。同时, 也可通过给定的锥度计算出结晶器较好的配合拉速, 应用效果较好
关键词 结晶器 锥度 拉速 质量 计算
Discussion on Its (Design Research Institute )
the approach to calculating mould taper and its ap 2casting speed according to the contraction of molten steel in mould , which can establish much more specific calculation formulae and breviate former ones . The total contraction of volume of molten steel in liquidation and solidification pro 2cesses should be equal to the contraction of volume produced by the reduction of mould external sizes . Calculated taper should be matched with the actual one Meanwhile , the appropriate corresponding casting speed can be calculated by given taper , which can bring about good application effect .
Keywords mould taper casting speed quality calculation
1 前 言
结晶器锥度是结晶器的一个重要参数, 对连铸操作和铸坯质量的影响很大。为适应钢液在结晶器内凝固时产生的热收缩, 结晶器内腔应呈倒锥度, 以减小气隙, 改善冷却条件, 增加坯壳厚度, 以利于提高拉速和改善铸坯表面质量[1], 同时还能消除或减小坯壳温度回升现象, 有利于防止铸坯产生裂纹及变形[2]。锥度过小, 气隙大, 影响铸坯对结晶器的传热, 制约拉速的提高; 锥度过大, 会增加拉坯阻力和结晶器壁的磨损, 易引起铸坯抖动, 甚至拉裂坯壳, 造成漏钢。因此, 确定一个合适的锥度至关重要。但迄今为止
, 除了个别经验公式[3]外, 尚未见到有关结晶器锥度的定量计算。实
[3]
践证明经验公式对生产合金钢的长结晶器适用性较差。本文试图通过钢液在结晶器中的收缩量
联系人:周建安, 马鞍山市(243005) 马鞍山钢铁设计研究院炼钢科
计算结晶器的锥度及其较好的配合拉速。
2 锥度及其较好的配合拉速计算模型
当过热钢液注入结晶器时, 由于结晶器壁的强烈冷却, 先是通过结晶器导出钢液的过热量及凝固潜热, 凝成薄壳。初凝坯壳较薄, 且温度很度, 不能承受钢液的静压力, 会产生静压膨胀, 从而与结晶器内壁相接触, 进而坯壳受到强烈冷却, 其厚度得以增大, 于是冷却收缩, 使坯壳又脱离结晶器壁; 但由于这时坯壳的强度和刚性还很低, 在钢液静压力及坯壳温度回升的作用下又与结晶器壁重新接触, 出现“反复接触”现象。当坯壳厚度增大到能承受钢液静压力时, 坯壳开始与结晶器壁脱离而出现气隙。其坯壳在结晶器内形成示意图见图1。
铸坯凝固遵循均方根规律, 因此结晶器锥度
周建安:结晶器锥度及其较好配合拉速的计算探讨・34・
度一般比普碳钢过热度低一些) , 因此钢液液态收
缩量较小。实际上对收缩起主导作用的是凝固收缩。所谓凝固收缩即从液相线温度起至固相线凝固终了时的体积收缩。凝固收缩大小主要取决于钢的化学成分, 其中碳的影响很大, 碳含量对凝固收缩的影响见表1。合金元素的影响见表3。
图1 结晶器内坯壳形成示意图
呈现抛物线形状[4]。为便于加工, 目前结晶器通常
都采用单锥度。
钢液在结晶器中的收缩, 。收缩、。, 且温度很高, 1400℃以上, 因此坯壳由于温降产生的固态收缩量很小, 计算时可以忽略。液态收缩即浇铸温度降至液相线的收缩, 从铁—碳系平衡相图(见图2) 便知, 其收缩量随着含碳量与浇铸温度的提高而增加。由于连铸钢液过热度较小, 一般约为15～30℃(合金钢过热
[5]
图2 铁—碳系平衡相图表1 碳含量对凝固收缩的影响
碳含量%
凝固收缩率%
0.12
0.252.5
0.353
0.454.3
0.75
.3
钢液液态收缩和凝固收缩的总体积收缩量Εv
的确定[7](见表2) 。
表2 钢液的体积收缩率
普碳钢的体积收缩率
Εv =ΕC
Εx =2K i X
i
合金钢的体积收缩率
=K 1X 1+K 2X 2+K 3X 3+…
式中 Ε—合金元素对体积收缩的影响; x — X i ——合金钢中各元素含量的百分数%
K i ——各种合金元素对体积收缩率的影响系数
(见表3)
浇注温度t 0 ℃
碳钢的体收缩率与注温和含碳量的关系
炼 钢 1999年第2期・44・
表3 各合金元素对体积收缩率的影响系数
合金元素影响系数Ki
W -0.53
Ni -0.0354
Mn +0.0585
Cr +0.12
Si 1.03
Al +1.7
钢液因液态收缩和凝固收缩引起的体积缩减应等于因结晶器外形尺寸缩小所造成的体积缩减。由于结晶器内钢液面距结晶器上口一般留有约100mm 的安全净空, 因此由其净空造成的体积缩减量不应计算在钢液收缩量中, 而应从结晶器体积缩减中扣除。结晶器内坯壳密度与钢液密度可以认为近似相等。由于坯壳平均厚度较之因坯壳收缩产生的气隙平均厚度大得多, 这样, 坯壳体积则比气隙体积要大得更多, 因此计算坯壳体积时可不考虑气隙的影响。收缩为线性收缩, :
S h -
=[a 上 b 上-(a 上-2∆1)(b 上-2∆1) ]
h a 上 b 上
ΕV Γ(3)
对于圆坯结晶器, 则为:
1--[1-2
Χ-22
2
3Χ上
22] h Χ12]2
化为:
1-
h Χ上
ΕV Γ(4)
对于小圆坯结晶器, 因Χ≈Χ100上, (4) 式可简
22
上上下下
2
3Χ上
S 上S 下+S 下) h 3
-
S 上 100-
3
100(1)
2
=[Χ上-(Χ∆1) 2]上-) ] ΕV Γ
对于方坯、板坯结晶器, (1) 式则变为:
a 上 b 上 h -
=[∃S (h -100
h
(a 上 b 上+
a 上 b 上 a 下 b 下
a 100=a 上-b 100=b 上-
V Γ2 ΕΧ上
(5)
h
100(6) (7) (8)
+a 下 b 下) +
3
-[100 a 上 b 上-]
3
h
100 100
222
3
Χ100=Χ上-
h
=[a 100 b 100-(a 100-2∆1)(b 100-2∆1
) ]
(h -100) ΕV Γ
式(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8) 中:
S 上——结晶器上口面积 mm S 下——结晶器下口面积 mm h ——结晶器长度, 即L mm
2
∃S ——坯壳等效面积 mm
即1--[1-3a 上 b 上]
3a 上 b 上
h -100
2
——结晶器有效长度, 即L mm
Ε—钢液总体积收缩率 %V —
a 上、b 下——分别代表结晶器矩形断面上口的
h
=[a 100 b 100-(a 100-2∆1)(b 100-2∆1) ]
h
长边与短边的尺寸 mm
(2)
a 下、b 下——分别代表结晶器矩形断面下口的
a 上 b 上
ΕV Γ
长边与短边的尺寸 mm
a 100——钢液面处结晶器上口拉坯方向尺寸 mm b 100——与拉坯方向垂直的钢液面处结晶器
对于小方坯结晶器, 因a 100≈a 上, b 100≈b 上,
(2) 式可简化为:1-3a 上 b 上
上口尺寸 mm
Χ—结晶器上口半径 上—mm
周建安:结晶器锥度及其较好配合拉速的计算探讨
Χ—结晶器下口半径 下—mm
Χ—钢液面处结晶器上口半径 100—mm ∆1——坯壳等效厚度 mm Γ——修正系数
结晶器内凝成的坯壳厚度∆与凝固时间Σ的平方根成正比, 即:
∆=K =K
・54・
[8]
L V
(出结晶器口) V
∆=K
(9)
式(9) 中
∆——坯壳厚度 mm
K ——结晶器凝固系数 mm ・(min
2-2
图3)
普通连铸机K , 具体情况而定
mm min 2
L ——(一般比结晶器长度h 少0.1m ) m
-1
V ——拉速 m ・min
坯壳等效厚度∆1的确定(见图3) 。
A =
[3]。上口尺寸一旦确定。结晶器锥度就由下口尺寸及长度来确定。对弧形连铸机来说, 由于拉坯、矫直作用等因素的影响, 铸坯厚度必然会减少, 因此计算时应加上减薄量, 具体视铸坯公称尺寸大小而定。由于不锈钢铸坯表面精整量较大, 减薄量可按2mm 考虑。
方坯:
a 上=a +2.5b 上=b +2.5
◊×a +∃A
[4]
∫
O
L
K
V
d L
3
∆==
L
1
V
L
1
3 2
◊×b -∃A [4]
a 下=a +X (1.9) ◊×a +∃A b 下=b +X (1.9◊) ×b -∃A
板坯:
a 上=a +2.5b 上=b +2.5a 下=a (1+2.5
A =∆ L
3
V
V
L
1 2
◊×a +2◊×b ◊- ◊-
窄宽
=
3
1000
) +2(11)
(10)
b 下=b (1+2.5)
在正常浇铸过程中, 拉速一般是不变的, 可以认为是个常量, 这是由工艺本身性质决定的。
欲得到常温下的铸坯尺寸, 首先必须要考虑钢水冷却到常温的总收缩量, 一般考虑到钢的化学成分、铸机型式和浇铸参数, 取11
3%～215%的收缩量是合适的[9]。板坯连铸机结晶器的倒锥度是按两宽面间和两窄面间分别给出的, 窄面(厚度方向) 锥度常取宽面锥度的一半[9]。由于轧机对铸坯断面有个公差要求, 一般在±310mm 以上[10]。对于负公差的铸坯, 轧机咬入性会更好一些。因此结晶器上口尺寸的要求并非那么严格。
式(11) 中
宽
=2
窄
a 上、b 上、
a 下、a 下——同前
a ——冷态铸坯公称尺寸(铸坯长边) mm b ——冷态铸坯公称尺寸(铸坯短边) mm X ◊——未知收缩系数, 通过上述联立方程
求出
宽
——板坯宽面锥度
窄——板坯窄面锥度
(括号内1.9为经验公式[3]的数据。) 结晶器锥度计算公式较多, 大都采用下列计
炼 钢 1999年第2
期・64・算公式:
方坯:
=
100◊a 上h
计算结晶器锥度及其较好配合拉速, 操作简单易
行, 对设计、生产具有一定的指导意义, 通过马钢等厂的生产实践, 证明是可行的。
宽= 100◊
a 下
3 结 语
(1) 通过钢液在结晶器中的收缩量求得结晶
板坯:
宽
=2
窄
(12)
=
100◊b 下h
器锥度及其较好配合拉速对生产具有一定的指导
意义。
(2) 晶器的设计寻求到理论依据(3) 。
参
对浇铸某种钢种某种断面的铸坯来说, 拉速可以认为是常量, 但对连铸机来说, 由于生产钢种、断面较多的原因, 铸机拉速则是个变量, 因此结晶器锥度不尽相同。对已确定的铸坯来说, 拉速对应一种锥度的结晶器, 做到的。、钢种、断面响, , 以适应生产的要求。对于设计多钢种多断面的结晶器, 可按总体积收缩率Ε。若总体积收缩率Εv 较大的钢种进行设计v 悬殊较大, 应分别设计结晶器锥度。在实际生产过程中, 也可根据给定的锥度, 通过上述公式求得一个结晶器较好配合拉速, 其拉速应在所浇钢种的允许拉速范围内。正常拉速小于最佳配合拉速, 说明钢液收缩量大, 易出现气隙, 如气隙过大则会影响铸坯质量; 正常拉速大于较好配合拉速, 说明钢液收缩量小, 因此增大了拉坯阻力。利用上述公式
, . 北京:冶金工业出版社,1987:88, 连铸钢坯凝固进程的数值模拟. 钢铁,1985;20(5) :
24
3 陈家祥主编. 连续铸钢手册. 北京:冶金工业出版社,1991:4574 殷瑞钰主编. 钢的质量现代进展(上篇) . 北京:冶金工业出版
社,1995:29
5 关润浩编著. 铸钢件凝固控制及冒口设计. 北京:冶金工业出
版社,1987:20～21
6 李弘英编著. 铸钢件的凝固和致密度的控制. 北京:机械工业
出版社,1985:12
7 施廷藻主编. 铸钢实用手册. 沈阳:东北工学院出版社,1988:2～12
8 徐宝升. 连铸知识讲座. 连铸通讯,1985;4,37
9 曹广畴主编. 现代板坯连铸. 北京:冶金工业出版社,1994:184～185
10 中国标准出版社第二编辑室编. 黑色冶金工业标准汇编(钢
坯、型钢及铁道用钢) . 北京:中国标准出版社,1992:31～34
(收稿日期 1998—03—16)
高磷热压块铁生产低磷钢
布罗肯・希尔公司、委内瑞拉黑色冶金公司以及Midrex 公司的工作都证明, 无论是采用Finmer
流化床还原工艺, 还是用Midrex 还原竖炉生产时, 铁矿石中的铁氧化物几乎全部被还原成金属铁。铁矿石中的磷都以磷灰石—钙(CaO ・P 2O 5) 形态存在, 很稳定, 经还原后产品的化学分析表明:在还原产品中磷以钙磷化合物形态存在于脉石中, 金属铁相里几乎没有磷。
在多处电炉冶炼表明:高比例配用含磷较高的HB 1冶炼时, 脉石中的磷酸盐被炉渣吸收, 渣中含磷很早就达到较高水平, 而后, 在早期放渣操作中将磷排出炉外, 使冶炼钢水含磷量达到较低水平; 含氮量也很低。
如西班牙新基哈诺山公司在电炉炉料中使用了46%的含磷0.072%热压块铁, 可得到含磷0. 011%的钢水; 委内瑞拉黑色冶金公司在悉尼钢厂进行的严格试验也证明, 在冶炼0.012%低磷钢的生产过程中使用了85%的高磷热压块铁。
(东北大学供稿)