[发明专利]一种改善齿轮钢内部质量的压下工艺确定方法

权利要求书

1.一种改善齿轮钢内部质量的压下工艺确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）收集现场技术参数、钢种参数，建立铸坯凝固传热模型，所述现场技术参数、钢种参数包括现场常用拉速范围、过热度范围、连铸机参数、电磁搅拌参数、设备压下能力、结晶器长度、二冷水量、钢种成分；所述铸坯凝固传热模型计算铸坯的凝固终点位置、中心固相率、表面温度；

2）对现场温度进行测温，并对所述铸坯凝固传热模型进行验证，使现场温度与所述铸坯凝固传热模型之间的温差不超过设定值；

3）计算凝固末端机械压下后的铸坯坯壳形貌，对铸坯断面施加凝固末端机械压下后的速度分布，得到铸坯凝固末端位置处的溶质传输行为，通过所述溶质传输行为的变化得到压下量和压下区间，所得所述压下区间与所述铸坯凝固传热模型计算结果进行相比，确定最终压下区间；

4）计算该钢种的表面压下量；

5）判断所述表面压下量是否满足条件，若满足则进入步骤6），若不满足则返回步骤4）；

6）压下量确定完成，

所述步骤3）进一步包括：

利用热/力耦合模型计算所述凝固末端机械压下后的铸坯坯壳形貌，使用该铸坯坯壳形貌建立铸坯几何模型，并导入进多相凝固耦合计算模型，对铸坯断面施加凝固末端机械压下后的速度分布，进而在相耦合方法下求解质量、动量、能量、溶质传输方程得到铸坯凝固末端位置处的溶质传输行为；

对比不同凝固末端机械压下工艺，通过所述溶质传输行为的变化得到压下量与压下区间，通过所述铸坯凝固传热模型所得的所述固相率确定所述最终压下区间；

所述步骤4）进一步包括：

由所述热/力耦合模型计算铸坯表面与液芯在压下过程中的变形情况，获得压下效率，在所述压下区间内计算该钢种所需液芯压下量以及表面压下量；

当超过所述压下区间达到凝固区域内时，不再计算所述压下效率，压下量由现场压下设备能力所限制，

所述步骤5）中，判断条件如下：

a）符合现场生产要求、设备要求，不得超过设备能力；

b）利用多相凝固耦合模型计算预测偏析改善时所需的最小压下量，并与所述表面压下量比较，若所述表面压下量在所述最小压下量以内，则所述表面压下量符合，继续进行下一步判断，不符合则返回步骤4）重新设计所述表面压下量；

c）将所述表面压下量中各辊计算所需最大压坯力与现场设备压坯力进行比较，若符合则继续进行下一步判断，若不符合则返回步骤4）重新设计所述表面压下量；

d）将所述表面压下量中与所造成裂纹风险性进行比较，若无风险则符合，若有风险则对步骤c）中所述表面压下量重新设计或顺后延申；

e）步骤a）至步骤d）应同时满足，且保证不同拉速下所述表面压下量一致，

所述步骤b）中，偏析改善以碳元素为研究元素，改善的标准为宏观偏析小于等于1.08；和/或

所述步骤c）中，设计最大压坯力由热/力耦合模型计算，选择压下量最大时的压坯力作为对比；和/或

所述步骤d）中，顺后延申的条件为凝固终点距延后辊的距离不超过一个拉矫机位置。

2.根据权利要求1所述的改善齿轮钢内部质量的压下工艺确定方法，其特征在于：步骤2)中的所述设定值为50℃。

3.根据权利要求2所述的改善齿轮钢内部质量的压下工艺确定方法，其特征在于，所述现场温度的测温位置为：

出二冷区以及各个拉矫机之间一半以上的位置，并根据现场测温条件检测铸坯的宽面与窄面的温度。

4.根据权利要求1所述的改善齿轮钢内部质量的压下工艺确定方法，其特征在于：所述压下区间的选区起始点固相率f_s≥0.3，所述压下区间的选区结束位置处于凝固终点前f_s=0.95。