结晶器旋转数值模拟及对高速钢电渣锭碳化物的影响
来源期刊：工程科学学报2020年第4期
论文作者：邓南阳 施晓芳 陈佳顺 常凯华 于雯春 王建军 常立忠
文章页码：516 - 526
关键词：电渣重熔;高速钢;碳化物;结晶器;数值模拟;
摘 要：为了改善M2高速钢中的碳化物分布,通过数值模拟详细分析了结晶器旋转对M2高速钢电渣重熔过程温度场、金属熔池形状的影响,并进一步通过实验室双极串联结晶器旋转电渣炉研究了旋转速率对M2高速钢电渣重熔过程的影响.采用扫描电镜观察并分析了结晶器旋转对电渣锭中碳化物形貌、分布的影响;采用小样电解萃取实验,分析了结晶器旋转速率对碳化物组成的影响.结果发现,随着结晶器旋转速率的增加,渣池的高温区从芯部向边部迁移,温度分布更加均匀;金属熔池的深度变浅,两相区的宽度收窄,从而导致局部凝固时间降低、二次枝晶间距减小.与此相对应,随着结晶器旋转速率的增加,M2电渣锭的渣皮更薄、更加均匀,结晶器对电渣锭的冷却强度更大,碳化物网格开始破碎、变薄,碳化物由片状改变为细小的棒状.X射线衍射分析表明,不论结晶器是否旋转,碳化物的类型始终不变,由M2C、MC和M6C组成,但是随旋转速率增加M2C含量增加,MC和M6C含量降低.碳化物组织得以改善的主要原因在于,结晶器旋转导致金属熔池深度降低、两相区宽度收窄,改善了凝固条件,减轻了元素偏析.
邓南阳1,2，施晓芳1，陈佳顺1，常凯华1，于雯春1，王建军1，常立忠1
1. 安徽工业大学冶金工程学院2. 马鞍山钢铁股份有限公司
摘 要：为了改善M2高速钢中的碳化物分布,通过数值模拟详细分析了结晶器旋转对M2高速钢电渣重熔过程温度场、金属熔池形状的影响,并进一步通过实验室双极串联结晶器旋转电渣炉研究了旋转速率对M2高速钢电渣重熔过程的影响.采用扫描电镜观察并分析了结晶器旋转对电渣锭中碳化物形貌、分布的影响;采用小样电解萃取实验,分析了结晶器旋转速率对碳化物组成的影响.结果发现,随着结晶器旋转速率的增加,渣池的高温区从芯部向边部迁移,温度分布更加均匀;金属熔池的深度变浅,两相区的宽度收窄,从而导致局部凝固时间降低、二次枝晶间距减小.与此相对应,随着结晶器旋转速率的增加,M2电渣锭的渣皮更薄、更加均匀,结晶器对电渣锭的冷却强度更大,碳化物网格开始破碎、变薄,碳化物由片状改变为细小的棒状.X射线衍射分析表明,不论结晶器是否旋转,碳化物的类型始终不变,由M2C、MC和M6C组成,但是随旋转速率增加M2C含量增加,MC和M6C含量降低.碳化物组织得以改善的主要原因在于,结晶器旋转导致金属熔池深度降低、两相区宽度收窄,改善了凝固条件,减轻了元素偏析.
关键词：电渣重熔;高速钢;碳化物;结晶器;数值模拟;
