不锈钢板坯连铸凝固特性的研究

分析了 2种不锈钢凝固时的结晶特性 ,模拟计算了连铸过程中不同拉速和不同二冷配水下铸坯温度场的变化 ,并分析了铸坯温度场的变化与铸坯质量的关系 总结出提高铸坯质量的二冷配水原则 ,为制定不同拉速下的二冷配水制度提供了科学依据     

Q235小方坯连铸过程中凝固特性的研究

分析了Q235凝固时的结晶特性,柱状晶容易生长.数值计算了小方坯连铸机在2.6 m/min拉速、不同二冷配水下铸坯的温度场和凝固前沿温度梯度.在弱水冷却时,铸坯坯壳凝固前沿温度梯度比较小,得到细小的柱状晶和少量等轴晶.连铸坯中间裂纹主要与二冷水相关,合适的二冷配水可降低或消除中间裂纹.     

Q345D大方坯连铸过程数值模拟

以Q345D大方坯为研究对象,采用二维传热模型对铸坯进行温度场计算.计算了不同拉速、过热度和二冷水量下铸坯温度分布和坯壳生长情况,分析了拉速、过热度和水量对铸坯的温度分布和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和凝固坯壳生长规律,为实际生产提供一定的指导.     

方坯连铸凝固传热数值模拟及二冷动态控制

二冷是影响连铸机生产和铸坯质量的重要因素,针对连铸二冷区的均匀冷却问题,建立了方坯连铸机数学模型,其中包括铸坯凝固传热模型和二冷配水控制模型．采用二维有限元差分法求解凝固传热模型,分析了铸流在二冷区的凝固过程中温度场分布和凝固坯壳厚度,为建立二冷控制模型提供了依据和输入数据．建立了基于中间包钢水连续测温和有效拉速实现二冷动态前馈控制模型。该控制模型成功应用于实际铸机的二冷配水,应用结果表明：二冷动态控制模型具有比传统二冷配水控制模型更好的控制效果,铸坯质量有了明显提高．     

大方坯连铸过程中铸坯传热及凝固行为的研究

结晶器和二冷区传热对大方坯产品质量和铸机的生产率有重要影响，本文讨论了包钢引进的全国最大的方坯连铸机在拉坯时结晶器和二冷区传热情况以及坯壳凝固生长，铸坯温度的变化规律。着重讨论了电磁搅拌，过热度和拉速对坯壳凝固和生长规律的影响，指出控制铸坯凝固的主要因素是凝固潜热，影响凝固未端的最主要因素是拉速，而电磁搅拌对其影响区内的传热和坯壳生长和铸坯温度亦有重大影响。     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

拉坯速度对连铸大方坯凝固的影响

结合现场研究,利用显式有限差分法计算出不同工艺条件下的铸坯凝固情况;进行了拉坯速度对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度、铸坯凝固终点位置和铸坯质量影响的模拟分析研究.模拟结果表明,拉速对铸坯表面温度和凝固终点的影响较大,随拉速的增大,表面温度升高,出结晶器坯壳厚度减薄,铸坯液相穴拉长.     

重轨钢大方坯轻压下位置的预报

采用有限元方法,对某钢厂新建的重轨钢大方坯在不同的位速和过热度条件下的凝固过程温度场分布情况、坯壳生长规律和凝固分率进行了预测性的模拟研究,从而为该钢厂新建的重轨钢大方坯连铸机的结晶器和二冷区的冷却制度的制定和轻压下区间的选取提供理论依据和技术指导.     

连铸方坯动态轻压下位置

为准确确定铸坯凝固末端的位置,合理选择压下区域,为实施动态轻压下提供有效技术手段,利用数值模拟方法计算某炼钢厂2#铸机连铸方坯中温度场,用传热模型分析了45#钢在某工艺下的铸坯温度分布图。固相率0.3为轻压下初始点,压下区间总长度为10 m且拉速0.76 m/min时的压下量为0.7 mm/m。     

工艺因素对SCM435钢大方坯凝固组织的影响

为了模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固组织,采用有限元法模拟了SCM435钢的连铸凝固过程,获得了325 mm×280 mm连铸坯的温度场,在此基础上与元胞自动机(Cell automaton,CA)耦合模拟凝固组织.结果表明,随浇注温度的降低,柱状晶区逐步减少,表面细晶区及中心等轴晶扩大,晶粒密度逐步增加,最大晶粒面积及平均半径大大减少;但中心凝固所需要的时间反而有所增加,中心处的晶粒的平均半径先降低后升高;拉速对凝固位置的影响较为显著,随拉速的增加,晶粒密度逐步减少,柱状晶宽度与中心处的等轴晶半径略有增加.     

Heat-transfer model on the improvement of continuous casting slab temperature

A heat transfer model on the solidification process has been established on the basis of the technical conditions of the slab caster in No.3 steel works of Wuhan Iron & Steel Corporation, and the temperature field in the solidifying slab was calculated which was verified by the measured slab surface temperature. The influences of the main operating factors including casting speed, spray cooling patterns, superheat of melt and slab size on the solidification process were analyzed and the means of enhancing the slab temperature was brought forward. Raising the casting speed to 1.3 m/min, controlling the flowrate of secondary cooling water and improving the cooling pattern at the lower segments of secondary cooling zone could improve the slab temperature effectively. And the increasing the superheat is adverse to the production of high temperature slab.     

Generalized constructal optimization for the secondary cooling process of slab continuous casting based on entransy theory

Based on constructal theory and entransy theory,a generalized constructal optimization of a solidification heat transfer process of slab continuous casting for a specified total water flow rate in the secondary cooling zone was carried out.A complex function was taken as the optimization objective to perform the casting.The complex function was composed of the functions of the entransy dissipation and surface temperature gradient of the slab.The optimal water distribution at the sections of the secondary cooling zone were obtained.The effects of the total water flow rate in the secondary cooling zone,casting speed,superheat and water distribution on the generalized constructal optimizations of the secondary cooling process were analyzed.The results show that on comparing the optimization results obtained based on the optimal water distributions of the 8 sections in the secondary cooling zone with those based on the initial ones,the complex function and the functions of the entransy dissipation and surface temperature gradient after optimization decreased by 43.25%,5.90%and 80.60%,respectively.The quality and energy storage of the slab had obviously improved in this case.The complex function,composed of the functions of the entransy dissipation and surface temperature gradient of the slab,was a compromise between the internal and surface temperature gradients of the slab.Essentially,it is also the compromise between energy storage and quality of the slab.The"generalized constructal optimization"based on the minimum complex function can provide an optimal alternative scheme from the point of view of improving energy storage and quality for the parameter design and dynamic operation of the solidification heat transfer process of slab continuous casting.     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

马钢高碳钢小方坯内部质量控制

结合马钢的工艺装备,针对连铸高碳钢小方坯内部缺陷的成因,在生产中通过强化出钢挡渣,优化脱氧工艺,加强连铸控制,合理控制过热度,合理调整拉速、二冷水量、电磁搅拌参数等,有效改善了高碳钢小方坯的内部质量。     

4145H钢的电炉连铸工艺生产

4145H钢是石油钻铤用钢,对钢水纯净度、非金属夹杂物含量、钢材的晶粒度、中心碳偏析等指标要求严格。采用电炉连铸工艺开展了4145H钻铤用钢的制备研究。结果表明,化学成分调整合格后,连铸过热度为25—35℃、铸速为0．4～0．6m／min、冷却水量为180m3／h时可以拉出280mm×280mm合格方坯。当加热炉出炉温度1160～1170℃、入轧温度965—975℃、缓冷时间46h、出坑温度100～150℃时,可以获得质量合格的西130的4145H轧制材。     

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.     

热型连铸过程的二维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理,充分考虑冶金单元三传过程,对一些微小部分传热做了近似计算,建立了热型连铸凝固过程二维稳态温度场的物理、数学模型.编制了计算铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数应用程序,并在VC 6.0环境下迭代运行,理论上得出了以上工艺参数对铸坯固液界面位置的影响程度.做了多次纯铜热型连铸实验,计算结果与实验所测数值及文献上报道的实验结果吻合较好,同时也说明了该二维模型的正确性.     

Establishment and Application of A Mathematical Model for Rectangular Billet Continuos Casting

A two dimension unsteady heat transfer model is established for rectangular billet casting. Solidification process of liquid steel in secondary cooling zone was analyzed using direct difference method. The influence of operation parameters including casting speed and temperature of liquid steel was investigated. Experimental results have been used for increasing the casting speed.