连铸结晶器内三维流场的研究

建立了包括Navier-Stokes方程及K-ε双方程模型的湍流数学模型,并利用SIMPLE方法,在计算机上求解出小方坯连铸结晶器内的三维流场,该流场与实验测定基本吻合。     

工艺参数对大方坯结晶器流场和温度场影响的数学模拟

利用Fluent软件针对大方坯结晶器建立了三维有限差分模型,计算了连铸结晶器内的流场和温度场,分析了浸入式水口倾角和水口出口面积对结晶器内流场和温度场的影响。当拉坯速度为0.5 m/min、水口浸入深度为120 mm时,大方坯结晶器流场和温度场分布较为合适。     

SCR生产线结晶腔铜液凝固行为及质量控制

结合现场生产实践经验,研究了SCR连铸连轧生产线连铸系统结晶腔内铜液凝固行为及其影响因素,探讨了浇铸温度、拉坯速度、乙炔流量、冷却水控制等各铸造工艺参数对铜液凝固行为的影响机理(铜液温度场流场及凝固结晶行为),并分析了铸坯组织缺陷形成原因(浇铸温度、拉坯速度、冷却水流量等波动大),提出了铸坯质量工艺优化方法.本文研究成果对解析SCR生产线以提高铜杆品质具有借鉴意义.     

连铸板坯辊道输送和保温过程传热模型

建立了连铸板坯辊道输送和保温坑保温过程传热数学模型，并用实测数据对计算结果进行了验证。证明模型可用于预报铸坯在输送及保温过程中的温度变化，及制定连铸坯“传搁时间表”，为连铸板坯热送热装炉提供温度查询依据。     

马钢小异形坯表面纵裂纹控制工艺研究

针对马钢小异形坯表面纵裂纹指数较高的问题,对小异形坯轧后裂纹与保护渣组成进行分析,且对结晶器内流场与温度场进行模拟。结果表明,保护渣变性以及小异形坯管式结晶器流场与传热不均是导致小异形坯表面纵裂纹的主要原因。针对小异形坯表面纵裂纹产生的特点,开发小异形坯保护浇注工艺以及优化结晶器均匀传热工艺,可使小异形坯表面纵裂纹指数由100 mm/m以上降至30 mm/m以下,轧后裂纹修磨率也由4%左右下降至1%以下。     

圆坯连铸结晶器流场水模研究

采用0.7:1的比例模型,使用示踪剂、流场照片显示以及DJ800波高仪测量结晶器内液面波高的方法对马钢一钢厂圆坯连铸结晶器(断面尺寸为φ450mm)内钢液的流动状态进行了研究.通过水模研究,获得了不同拉速条件下圆坯连铸结晶器内流场完整的立体形貌.从水模试验结果可以判定:圆坯连铸采用直孔形水口时必须要用外力来改善结晶器内流体的流动,所以在结晶器上施加电磁场非常重要.     

水口倾角对带钢铸轧结晶器内流场的影响

依据湍动能理论，本建立了带钢铸轧结晶器内钢液的三维湍流模型，开发了计算程序，研究了不同水口状态下异形坯结晶器中钢水的流动特性。利用本模型可对现场生产进行离线分析。     

连铸板坯二冷区的应力分析

以某钢厂二号板坯连铸机结晶器至二冷区的35钢连铸坯为研究对象,采用有限元软件MSC.MARC建立沿拉坯方向上铸坯的二维纵断面弹塑性应力模型,对连铸坯的连铸过程进行数值模拟,研究不同拉速下铸坯表面应力和裂纹指数的变化规律。仿真结果表明,铸坯表面应力和裂纹指数随着拉坯速度的提升而增大,连铸坯的拉速控制在1.2m/min以内时,表面裂纹可得到较好的控制。     

水口参数对异形坯连铸结晶器内流场的影响

依据湍动能理论，本建立了结晶器内钢液的三维湍流模型，开发了计算程序，研究了不同水口状态下异形坯结晶器中钢水的流动特性。利用本模型所得计算结果与实测结果吻合较好，并可对现场生产进行离线分析。     

薄板坯在二冷区传热现象的研究

研究了薄板坯连铸二冷区不同的工艺参数对传热现象的影响.计算中采用二维传热模型对温度分布进行计算.计算了不同拉速、不同水量下铸坯的温度分布和坯壳生长.分析了不同工艺对铸坯温度和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和坯壳生长规律:拉速的变化对铸坯温度分布和坯壳生长有很明显的影响;而水量变化20%对铸坯温度分布和坯壳生长没有明显的影响.     

U74重轨大方坯开坯后中心碳偏析的演变分析

针对U74重轨钢大方坯进行了开坯前后中心碳偏析的演变分析,并进一步分析了电磁搅拌参数和连铸工艺参数对铸坯中心碳偏析的影响,采用回归分析探讨了电磁搅拌强度和连铸工艺参数过热度与铸坯中心碳偏析的关系.     

用M-IEMS改善重轨钢大方坯中心碳偏析和组织

以 2 8 0mm× 32 5mm重轨钢大方坯的试验数据为依据 ,分析了电磁搅拌参数和连铸工艺参数对铸坯中心碳偏析以及铸坯的低倍结构的影响 ,采用M IEMS以及与连铸工艺参数的合理匹配 ,能明显改善铸坯的中心碳偏析和铸坯的内部组织结构     

CSP工艺中连铸热过程的数值模拟

依据CSP连铸工艺中结晶器内钢液凝固、二冷区内铸坯与喷淋水和轧辊及空冷区内铸坯的传热特点,采用了(1)符合实际的等效比热模型;(2)实物模型实验的二冷区冷却公式;(3)能表达结晶与坯壳表面气隙传热的等效导热系数,建立了能真实反映连铸热过程中铸坯温度数字化的数学模型.通过对模型的求解,计算分析了铸坯温度坯壳厚度随连铸过程的变化规律,模型的应用对提高产品质量、优化生产工艺有一定的实际意义.     

连铸结晶器内凝固过程的热-流-力数值模拟

针对板坯连铸生产中的问题,建立了热流力耦合的三维非稳态有限元模型。以尺寸为1.2 m×0.2 m的Q235B板坯为研究对象,利用Procast软件的二次开发,求解出了结晶器区域内的温度场、流场和应变分布。计算结果表明,铸坯收缩量在不同方向上存在不同的分布状态。考虑气隙产生对传热的影响时,结晶器出口铸坯表面平均温度由1 148.3℃增加到1 275.7℃,坯壳厚度由18.7 mm减少到15.4 mm。     

基于改进粒子群算法的连铸传热模型参数辨识

连铸传热模型是实现连铸二冷动态控制的关键,换热系数的准确性是模型成功应用的前提。本文以连铸传热模型为基础,根据四个冷却段设定的换热系数计算得到冷却段末温度,基于不同工况下的温度数据,采用改进粒子群算法对综合换热系数反向推算,以铸坯表面实际温度和计算温度差为适应度函数,优化确定二冷各段换热系数,并验证辨识参数的可靠性。仿真结果表明,该方法辨识的参数精度及重复性较好,计算温度与实际温度偏差小于3℃,满足工程应用。     

小方坯连铸机中间包流场研究

应用湍流流动的数学模型研究小方坯连铸机中间包内钢液的流动与混合,该模型包括求解三维湍流的 Navier—Stokes 方程和 K—ε两方程模型。对抚顺钢厂现有中间包的流场和停留时间作了模拟与分析,并预报了改进后的流场和停留时间,用小规模的模型实验所得的结果与计算机模拟的结果吻合很好。结果表明:改进后的中间包流场方式大大优于原中间包,对于连铸合金钢是很有意义的。     

冶金中三维流场数值计算的有效方法——SIMPLE算法

本文在国内第一次将SMIMPLE算法[Semi-Implicit Method for Pressure－Linked Equation]应用于求解冶金中的湍流场，采用K－ε双方程模型，值数计算了两工况条件下连铸结晶器内四孔不口向上15度的工艺下的三维流场，得出了与实测结果相一致的流场特点和速度松驰因子的新经验值α＝0．25及压力修正因子α=0.5本文的研究结果是进一步研究冶金中各种湍流场，结晶器内的传热模型，夹杂物分离模型，铸坯的凝固特性和表面质量的前提和基础。     

异形纤维过滤器流场及阻力数值分析模型

介绍一个分析异形纤维过滤器流场和阻力模型,通过求解完全的Ｎ－Ｓ方程获得方形纤维矩形模型过滤器内的流场的阻力,与其它方法所获得的结果相比,该方法所获得的流场更具合理性,可用于过滤器内浓度场的计算。     

保证高温连铸坯生产的技术

高温连铸坯的生产是实现热送热装和直接轧制的基础。高温连铸坯的生产技术就是保证连铸坯质量和提高连铸机生产效率的同时，最大限度地减少连铸坯热量损失，提高连铸坯出坯温度，实现高温连铸坯热送热装和直接轧制的目的。连铸机只有在高拉速的情况下才能适应热送热装和直接轧制工艺的生产节奏，并最大限度地保证连铸坯温度。因此，保证高温连铸坯生产的技术，最重要的是高拉速和高拉速条件下的弱冷却技术。     

H型钢轧制新技术及水冷模铸异型坯轧制H型钢研究

目前世界上H型钢轧制技术有明显进步.主要有:近终形连铸异形坯;无开坯机的H-V孔型粗轧;多规格轧制(MPS)技术;万能和轧边端孔型合一的UE万能轧机.生产成本大幅降低.建设新的H型钢轧机,必须考虑其在经济上的竞争能力.作者们开发了水冷铸模异型坯的技术,用水冷模铸异型坯轧制凸缘断面型钢,适应多品种、小批量的需求,水冷模铸异型坯的质量可高于模铸坯,生产成本低于连铸异型坯,生产线建设费用是连铸异型坯的1%～3%以下.