[发明专利]一种连铸坯压下过程缩孔闭合度预测计算方法

摘要

本发明属于钢铁冶金工业中的连铸生产领域，具体涉及一种连铸坯(包括板坯及矩形坯)压下过程缩孔闭合度预测方法。本发明通过建立连铸坯压下过程三维有限元仿真模型，可计算确定压下过程铸坯各位置等效应变，并结合本发明提出的基于等效应变的缩孔闭合度预测方法，可实现铸坯压下过程缩孔闭合度高效、准确预测，从而为压下工艺及相关装备开发提供定量化的关键数据支撑。板坯及矩形坯压下过程预置缩孔闭合度及采用本发明缩孔闭合度预测公式计算结果间吻合较好，证明了本发明提出的缩孔闭合度预测方法的准确性与适用性。

主权项

1.一种连铸坯压下过程缩孔闭合度预测计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于连铸坯的宏观缩孔形貌，将其进行简化，视为球型缩孔；根据压下过程中缩孔沿铸坯厚度方向、宽度方向及拉坯方向三个轴向尺寸变化，定义缩孔闭合度ηs：式中，Lx、Ly、Lz分别为缩孔沿铸坯厚度方向、拉坯方向及宽度方向的原始尺寸；L′x、L′y、L′z分别为压下后缩孔沿铸坯厚度方向、拉坯方向及宽度方向的尺寸；ηs变化范围为0至1，且该值越大，表明压下工艺对缩孔的改善效果愈加明显；步骤2：针对连铸坯压下过程，建立三维仿真计算模型，计算确定相应压下工艺条件连铸坯不同位置等效应变εeq；根据连铸坯断面尺寸、拉速、压下辊参数辊型、辊径、辊间距、及压下量，选取铸坯宽向一半建立压下过程三维有限元仿真计算模型；有限元模型中，铸坯沿拉坯方向长度为500mm，将其视为可变形体，采用4面体网格对其进行划分，4面体单元边长约为10mm；有限元模型中的铸辊视为刚体，铸辊的辊径、辊间距及内外弧辊缝值由具体的相应压下工艺参数决定；铸辊绕其轴心旋转，旋转速度为实际的拉速，铸辊与铸坯间的摩擦系数为0.3；有限元模型计算过程，采用自动时间步长方案，其中最小时间步长为0.1s，最大时间步长为1s；该模型可计算得到压下后，铸坯横断面内任意位置处的等效应变εeq；步骤3：铸坯压下过程缩孔闭合度预测计算方法，其特征为：对于厚度在100mm～400mm、宽度在0.8m～4.0m的板坯，其压下过程的缩孔闭合度计算公式为：对于矩形坯边长为150mm～550mm的矩形坯，其压下过程缩孔闭合度计算公式为：式中，ηs及εeq分别为不同压下工艺条件下板坯或矩形坯任意位置的缩孔闭合度及缩孔对应位置处的等效应变。其中，ηs变化范围为0至1，该值越大，表明压下工艺对连铸坯缩孔的改善效果愈加明显。