本發(fā)明屬于連續(xù)鑄鋼領(lǐng)域，特別涉及一種弧型連鑄機(jī)的蠕變矯直方法。
背景技術(shù)：
：連鑄坯矯直技術(shù)是鋼鐵連鑄生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)。弧型連鑄機(jī)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(dāng)今高效連鑄技術(shù)的發(fā)展，連鑄坯矯直從固態(tài)矯直發(fā)展為帶液芯矯直，矯直方法也從單點(diǎn)矯直逐步發(fā)展到多點(diǎn)矯直、漸進(jìn)矯直、連續(xù)矯直等。連鑄坯矯直技術(shù)對(duì)于避免產(chǎn)生裂紋，提高鑄坯質(zhì)量和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。目前國(guó)內(nèi)連鑄機(jī)大多采用多點(diǎn)矯直技術(shù)，近些年一些新建的連鑄機(jī)普遍采用了連續(xù)矯直技術(shù)，無論哪種矯直技術(shù)都被認(rèn)為連鑄坯的矯直變形必須達(dá)到塑性屈服條件，即矯直力矩大于塑性彎矩，矯直應(yīng)力大于屈服應(yīng)力。但是連鑄坯在矯直過程的塑性變形有可能導(dǎo)致鑄坯出現(xiàn)裂紋等質(zhì)量缺陷。連鑄坯在矯直過程中所處環(huán)境溫度較高，基本在1000℃以上，材料蠕變現(xiàn)象比較明顯，而現(xiàn)有的連鑄坯矯直方法并未完全發(fā)揮材料的蠕變性能。因此，提出一種針對(duì)弧型連鑄機(jī)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(yīng)力，從而達(dá)到降低裂紋出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高鑄坯質(zhì)量的目的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種弧型連鑄機(jī)的蠕變矯直方法，其要解決的技術(shù)問題是：使連鑄坯在矯直變形時(shí)應(yīng)變速率低于相同溫度和小于屈服應(yīng)力作用下的蠕變應(yīng)變速率，完全依靠材料高溫蠕變特性進(jìn)行蠕變矯直，不發(fā)生塑性變形，避免裂紋的產(chǎn)生，提高鑄坯的質(zhì)量。為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種弧形連鑄機(jī)的蠕變矯直方法，該方法內(nèi)容包括如下步驟：1、確定連鑄坯材料在矯直區(qū)溫度范圍的屈服強(qiáng)度σs，選取連鑄坯材料進(jìn)行高溫蠕變拉伸試驗(yàn)的恒應(yīng)力σ，使σ<σs，然后確定連鑄坯材料在矯直區(qū)溫度和低于屈服應(yīng)力σs作用下的最小蠕變應(yīng)變速率2、根據(jù)連鑄坯厚度D和許用應(yīng)變，由公式確定連鑄機(jī)的基本圓弧半徑R0，根據(jù)冶金長(zhǎng)度和鑄機(jī)高度確定矯直段弧長(zhǎng)和基本圓弧段弧長(zhǎng)，改變矯直輥輥列布置，延長(zhǎng)矯直區(qū)域，增加連鑄坯蠕變時(shí)間，使連鑄坯在矯直區(qū)有充足的時(shí)間進(jìn)行蠕變變形；3、選取低曲率變化率的矯直曲線，使矯直區(qū)應(yīng)變速率低于試驗(yàn)確定的最小蠕變應(yīng)變速率此時(shí)連鑄坯在矯直變形過程中所受矯直應(yīng)力低于屈服應(yīng)力，以低于屈服應(yīng)力的狀態(tài)發(fā)生蠕變變形，整個(gè)矯直過程不發(fā)生塑性變形，最終實(shí)現(xiàn)連鑄坯的蠕變矯直。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)連鑄坯在矯直變形過程中，應(yīng)變速率低于相同溫度和小于屈服應(yīng)力作用下的蠕變應(yīng)變速率，并不發(fā)生塑性變形，矯直應(yīng)力始終低于屈服應(yīng)力，降低了裂紋產(chǎn)生的可能性。(2)連鑄坯矯直弧長(zhǎng)顯著延長(zhǎng)，增加了蠕變變形時(shí)間，連鑄坯材料的高溫蠕變性能利用的更充分，應(yīng)變速率更低，有利于提高連鑄坯質(zhì)量，很好地適應(yīng)了連鑄坯較高的拉坯速度。附圖說明圖1是傳統(tǒng)五點(diǎn)矯直技術(shù)弧型連鑄機(jī)曲線圖；圖2是蠕變矯直技術(shù)弧型連鑄機(jī)曲線圖；圖3是應(yīng)變速率對(duì)比圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例。以基本圓弧為9300mm的弧形連鑄機(jī)矯直段為例，圖1為傳統(tǒng)五點(diǎn)矯直技術(shù)弧型連鑄機(jī)曲線圖，矯直段弧長(zhǎng)1520mm，按照如圖2所示的蠕變矯直技術(shù)弧型連鑄機(jī)曲線圖，針對(duì)該連鑄機(jī)按照曲率變化率符合余弦規(guī)律的連續(xù)矯直曲線進(jìn)行矯直輥布置，矯直段弧長(zhǎng)10000mm，圓弧半徑為8000mm，根據(jù)轉(zhuǎn)角與曲率關(guān)系以及弧微分公式得出新矯直曲線在直角坐標(biāo)系下的參數(shù)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(zhǎng)，單位為mm。其曲率變化率與弧長(zhǎng)的關(guān)系方程如下式：k′(s)=dk(s)ds=18000×π20000cos(πs20000)(0≤s≤10000)]]>根據(jù)轉(zhuǎn)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(qū)表面溫度在1000℃——1100℃之間，因此通過高溫拉伸試驗(yàn)測(cè)得1000℃、1050℃和1100℃的屈服應(yīng)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(yīng)力36MPa(1000℃)、28MPa(1050℃)和22MPa(1100℃)進(jìn)行恒定應(yīng)力蠕變拉伸試驗(yàn)，通過對(duì)應(yīng)變-時(shí)間曲線進(jìn)行求導(dǎo)，得出三個(gè)溫度下的最小蠕變應(yīng)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(duì)兩種矯直方法的機(jī)型曲線建立有限元計(jì)算模型，由于在低于屈服應(yīng)力的情況下，溫度越高，蠕變速率越快，因此取1000℃時(shí)各熱物性參數(shù)進(jìn)行有限元模擬計(jì)算，由于連鑄坯在矯直過程中內(nèi)弧側(cè)受拉、外弧側(cè)受壓，因此提取連鑄坯內(nèi)弧側(cè)應(yīng)變速率數(shù)據(jù)，其應(yīng)變速率對(duì)比圖如圖3所示；傳統(tǒng)五點(diǎn)矯直方法由于比較短的矯直弧長(zhǎng)，矯直變形時(shí)間短，并且多點(diǎn)矯直存在應(yīng)變速率突變，在最后一個(gè)矯直點(diǎn)的應(yīng)變速率達(dá)到1.2×10-3S-1，而新的蠕變矯直方法由于矯直區(qū)很長(zhǎng)，應(yīng)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(yīng)力作用下的最小蠕變應(yīng)變速率還低，因此蠕變矯直方法在矯直過程中矯直應(yīng)力可以始終低于屈服強(qiáng)度，不發(fā)生塑性變形，在整個(gè)矯直區(qū)實(shí)現(xiàn)了蠕變矯直。當(dāng)前第1頁1 2 3