结晶器磨损对连铸小方坯鼓肚变形及内裂纹形成的影响

来源期刊：金属学报2001年第11期

论文作者：赫冀成 王恩刚

关键词：小方坯连铸; 凝固; 应力; 鼓肚变形; 内裂纹; 有限元方法;

摘    要：应用连铸坯凝固传热与应力分析耦合数学模型,定量地描述了坯壳与结晶器壁间气隙的大小和分布,着重研究了结晶器磨损对坯壳鼓肚变形和内裂纹形成的影响结果表明:气隙首先形成于坯壳的角部区域,并且以顶角处的气隙厚度最大,逐渐向中心区扩展;当结晶器磨损严重时,坯壳偏角区成为热节区,在热节区内坯壳厚度最薄,同时在结晶器下半部产生鼓肚变形,这种变形起始于坯壳最薄弱的偏角热节区在热节区附近的铸坯对角线凝固前沿产生的力学应变达到临界应变,使铸坯产生内裂纹.研究结果验证了严重的结晶器磨损是连铸坯产生鼓肚变形、偏角区内裂纹乃至漏钢事故的重要原因之一,也说明了铸坯偏角区内裂纹是起源于对角线的凝固前沿并向温度相对较高的两个薄弱环节-表层热节区和凝固前沿方向扩展.