氮合金化HRB500E钢筋连铸传热过程模拟及配水工艺优化

吴光亮¹，武尚文¹，张永集¹，孟征兵²

1. 中南大学资源加工与生物工程学院2. 桂林理工大学材料科学与工程学院

摘 要：建立了氮合金化HRB500E连铸坯的凝固传热数学模型,并通过有限差分方法求解传热微分方程;运用Matlab软件进行铸坯凝固传热模拟及仿真计算,分析了原有冷却制度的不合理性,并基于相关冶金准则进行了优化;通过回归分析确定了优化后各冷却区的动态配水关系式。研究表明,原有配水工艺冷却强度偏大,易造成铸坯裂纹及疏松等缺陷;经过优化后将结晶器冷却水量下调15%～20%,二冷区0段和1段冷却水量下调4%～15%,二冷区2段和3段冷却水量下调30%～55%。采用优化后的冷却制度生产的铸坯角部、边部、中心无任何裂纹,并且偏析和疏松在1.5级以内,铸坯质量得到明显改善,验证了模型的可靠性及工艺优化的合理性。经回归分析后的动态配水关系式拟合度良好,对氮合金化HRB500E连铸生产有指导意义。

关键词：氮合金化;HRB500E;冷却制度;凝固模型;