Φ800 mm圆坯Q355NE凝固传热数值模拟和工艺实践

doi:10.20057/j.1003-8620.2022-00132

特殊钢 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (2): 7-11.DOI: 10.20057/j.1003-8620.2022-00132

Φ800 mm圆坯Q355NE凝固传热数值模拟和工艺实践

周伟基¹，姚玉东¹，刘佳伟²，岳峰²，张磊²

1. 东北特钢集团股份有限公司总工办，大连 116105 ；
2. 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 ；

收稿日期:2022-09-16 出版日期:2023-04-01 发布日期:2023-03-22
通讯作者: 刘佳伟
作者简介:周伟基(1974 -)，男，高级工程师,硕士；E-mail：zhouweiji@dtsteel.com

Numerical Simulation and Process Practice for Solidification and Heat Transfer of Φ800 mm Round Billet Q355NE

Zhou Weiji¹ , Yao Yudong¹ , Liu Jiawei² , Yue Feng² , Zhang Lei²

1. Chief Engineering Office, Dongbei Special Steel Group Co. , Ltd. , Dalian 116105；
2. School of Materials Science and Engineering, Beijing University of Science and Technology, Beijing 100083；

Received:2022-09-16 Published:2023-04-01 Online:2023-03-22

摘要/Abstract

摘要： 以钢厂断面尺寸为Φ800 mm圆坯Q355NE为研究对象,建立大圆坯传热模型，在不采用结晶器电磁搅拌的条件下，研究拉速和过热度对凝固过程的影响规律。结果表明:拉速对坯壳厚度、凝固终点位置和中心固相率的影响高于过热度，拉速每增加0.02 m • min^-1,凝固终点后移2.6 m左右;过热度升高10 ℃ ,凝固终点后移0.21 m 左右。实际生产中，二冷比水量0. 18 L • kg^-1、过热度25 ℃、拉速0. 14 m • min^-1时，岀结晶器坯壳厚度超过43 mm,末端电磁搅拌充分发挥作用，铸坯中心疏松和中心缩孔较结晶器电磁搅拌(300 A/1.5 Hz)、二冷比水量 0.18L•kg^-1、过热度25 °C、拉速0.16 m • min^-1工艺有所改善。

关键词: Q355NE, 大圆坯, 数值模拟, 拉速, 过热度

Abstract: Taking the section size of a steel plant as the Φ800 mm round billet Q355NE as die research object, the heal transfer model was established to study the influence of casting speed and superheat on the solidification process without electromagnetic stirring of the crystalliser. The results showed that the effect of casting speed on thickness of blank shell, the position of solidification end and centre solid phase rate washigher than that of superheat, and the solidification end point- moved back about 2.6 m for each 0.02 m•min^-1 increased in the casting speed ； the solidification end pointmoved back- about 0.21 m for each 10 °C increased in superfieat. In actual production, the thickness of the crystallizer billet shell exceeded 43 mm, when the specific water flow of secondary cooling tensity was 0.18 L•kg^-1 , the superheat degree was 25 °C , and the casting speed was 0.14 m•min^-1 , while the electromagnetic stirringat die ends can be allowed to play its full role, the processhas been improved.

Key words: Q355NE , Large Round Billet , Numerical Simulation , Casting Speed , Superheat

周伟基, 姚玉东, 刘佳伟, 岳峰, 张磊. Φ800 mm圆坯Q355NE凝固传热数值模拟和工艺实践[J]. 特殊钢, 2023, 44(2): 7-11.

Zhou Weiji , Yao Yudong , Liu Jiawei , Yue Feng , Zhang Lei. Numerical Simulation and Process Practice for Solidification and Heat Transfer of Φ800 mm Round Billet Q355NE[J]. Special Steel, 2023, 44(2): 7-11.

参考文献

[1] 许建飞，麻永林-GCr15SiMn钢超大圆坯凝固过程传热研究[J]. 华北理工大学学报(自然科学版),2022,44(2)：10-15,
[2] 郭春，岳峰，孙涛，等.大圆坯连铸传热数值模拟[J].连铸,2016,41(1):5-39.
[3] 王璞，肖红,沈厚发，等.结品器电磁搅拌对高强齿轮钢大圆坯擬固行为的影响[J].机械工程学报,2021,57(2)：105-111.
[4] Wang Y, Zhang L, Yaiig W, et al. Effect of Mold Electromagnetic Stirring and Final Electromagnetic Stirring on the Solidification Structure and Macrosegregation in Bloom Continuous Casting [J], steel research international, 2021,92(5) :2000661.
[5] Wang Y, Zhang L, Chen W, el al. Three-Dimensional Macrosegregation Model of Bloom in Curved Continuous Casting Process [J]. Metallurgical and materials transactions. B, Process metallurgy and materials processing science, 2021,52(4)：2796-2805.
[6] Wang Y, Zhang L, Yang W, et al. Effect of nozzle type on fluid flow, solidification, and solute transport in mold with mold electromagnetic stirring [J]. Journal of Iron and Steel Research International, 2022,29(2):237-246.
[7] 王亚栋.电磁搅拌对连铸大方坏宏观偏析的影响研究[D] .北京科技大学,2022.
[8] 叶玉奎，姚骋，刘宇，等.大方坯轴承钢GCr15凝固传热数值模拟[J] .连铸,2020(6)：15-20.
[9] 谢集祥，罗钢，刘浏，等.Q235B钢板坯连铸凝固传热行为的数值模拟计算[J] .特殊钢,2020,41(2)：10-14.
[10] 王建磊，李京社,杨树峰，等.小方坯凝固传热数值模拟及验证[J].连铸,2015,40(2):43 47.
[11] 安航航.高碳钢大方坯凝固机理与宏观偏析关键控制技术研究[D].北京科技大学,2018.
[12] 康丽，王洋,王恩刚，等.电磁搅拌下连铸圆坯凝固传热及应力的数值模拟[J].钢铁研究学报,2008(9):9-13.
[13] 王强强.连铸过程多相流、传热凝固及夹杂物运动捕获的研究[D].北京科技大学,2017.
[14] 姜立东.包钢大方坯连铸机结晶器凝固传热的数值模拟[J].连铸,2000(4)：8-10.
[15] 王亚栋，张立峰,张海杰.小方坯齿轮钢连铸过程中的宏观偏析模拟[J].工程科学学报,2021,43(4)：561-568.
[16] 史建凯，岳峰,郑力宁，等.齿轮钢20CrMnTi方坯凝固过程传热数值模拟[J] .江西冶金,2021,41(5)：17-23.
[17] 王德炯，焦帅，殷皓，等.GCr15钢大方坯传热凝固数值模拟[J] .炼钢,2018,34(1):30-35.
[18] 宋方圆，孙彦辉，赵勇，等.小方坯末端电磁搅拌位置的确定[J] .炼钢,2016,32(3):29-34.
[19] 刘纲，李京社，张兴中，等.过热度对HRB400凝固传热的数值模拟研究[J].连铸,2016,41(1):22-25.
[20] 孙向东，朱立光，朱新华.圆坯连铸凝固影响因素的数学模拟分析[J].特殊钢,2014,35(1)：19-22.
[21] 王宝峰，丁国，麻永林，等.大方坯在连铸过程中传热及凝固规律的数学模拟[J].炼钢,2002(5):15-18.

Φ800 mm圆坯Q355NE凝固传热数值模拟和工艺实践

Numerical Simulation and Process Practice for Solidification and Heat Transfer of Φ800 mm Round Billet Q355NE

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	付成哲, 张帅, 王爽, 高红, 王复越, 张哲睿. 基于ABAQUS的X70管线钢连铸板坯空冷的热力耦合分析[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 62-68.
[2]	孙佳怡, 董龙沛, 赵云松, 王恩会, 侯新梅. 镍基单晶涡轮叶片定向凝固过程温度场数值模拟研究进展[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 34-40.
[3]	梅飞强, 赵吉庆, 闫磊, 王云海, 杨钢. 1Cr16Co5Ni2MoWVNbN耐热钢球座模锻成型工艺模拟与试验验证[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 131-138.
[4]	赵朋, 桂凯璇, 曲敬龙, 杨树峰. ϕ690 mm大尺寸GH4738合金真空自耗重熔数值模拟与工业实验[J]. 特殊钢, 2024, 45(4): 55-60.
[5]	王国涛, 王桂权, 刘仲礼, 王明佳. 436L铁素体不锈钢换热板片的成形过程及分析[J]. 特殊钢, 2024, 45(3): 62-69.
[6]	孙剑, 李杰, 张彩东, 李杰, 赵海涛, 任刚. 改善弹簧钢小方坯中心偏析及线材性能工艺优化[J]. 特殊钢, 2024, 45(2): 89-90.
[7]	贺庆, 姚同路, 李相臣, 赵进宣, 赵舸. 底吹搅拌技术在电弧炉中的应用与发展[J]. 特殊钢, 2024, 45(2): 1-7.
[8]	杨风国, 王晓英, 周明星, 郑冰, 徐东. 不同钢包底吹氩模式对钢液精炼效果的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(1): 54-60.
[9]	刘启龙, 邓勇, 李华刚, 韦如军, 曹成虎, 张敏. IF钢板坯结晶器电磁搅拌数值模拟与工艺实践[J]. 特殊钢, 2023, 44(6): 83-88.
[10]	曾召鹏, 杜习乾, 王耀, 马建超. 100 t电弧炉熔池搅拌工艺优化模拟及应用[J]. 特殊钢, 2023, 44(6): 45-52.
[11]	王晓辉, 张雪凌, 王林, 刘振宝, 梁剑雄, 杨志勇, 田帅, 王长军, 孙永庆. 低成本耐腐蚀高强度不锈钢的成分均匀性控制研究[J]. 特殊钢, 2023, 44(5): 69-75.
[12]	杨东亚, 彭其春, 童志博, 刘红军, 吴平辉, 谭大进, 谢成. 210 t转炉氧枪射流性能优化与工业应用[J]. 特殊钢, 2023, 44(4): 15-21.
[13]	周伟基, 姚玉东, 刘佳伟, 岳峰, 史建凯. 结晶器电磁搅拌对Q355NE Φ800 mm圆坯凝固组织及偏析的影响[J]. 特殊钢, 2023, 44(3): 64-68.
[14]	韩东. 提高模具钢3.1 t锭轧制成材率的优化设计与生产实践[J]. 特殊钢, 2023, 44(3): 14-19.
[15]	张洪才, 林鹏, 翟万里, 许正周, 牟泽锋, 许光乐. 50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹分析及工艺改进[J]. 特殊钢, 2022, 43(5): 43-46.