薄板坯连铸结晶器内腔形状的优化

以薄板坯连铸机的结晶器为研究对象，利用计算机仿真技术，在不同结晶器图形方案下系统地比较了结晶器伸入式水口、钢液流动及传热、保护渣、凝固坯壳应力对薄板坯连铸工艺的顺行和铸坯质量的影响；并提出了薄板坯连铸机适宜的结晶器内腔形状以及与之相适应的伸入式水口结构形状。该研究结果为进一步优化薄板坯连铸结晶器内腔形状及工艺参数提供了依据。     

薄板坯连铸用平头浸入式水口的研究开发

通过研究薄板坯连铸机大通钢量条件下结晶器内钢水的流动特性,分析了浸入式水口出口射流对熔池温度分布、结晶器内液面波动等的影响。唐钢研发的一种薄板坯连铸机用平头浸入式水口,优化了浸入式水口钢液出钢孔端面的形状结构和在结晶器内的浸入深度,使高温钢水覆盖了整个结晶器表面,有利于保护渣的融化,解决了薄板坯连铸机拉速提高对结晶器流场、铸坯质量等方面的影响。     

浅析热像图对结晶器传热和事故的监控作用

连铸结晶器的传热直接影响铸坯的表面质量和生产率。唐钢引进的FTSC工艺薄板坯连铸机结晶器漏钢预报系统,可以监控确定结晶器内的任何位置导致板坯裂纹、粘钢、漏钢的温度变化,并可根据热像图显现特征检查相应的设备和耐材,控制连铸机的稳定操作,获得更好的铸坯质量。     

不同宽度H2结晶器流动、传热凝固行为对比

薄板坯连铸工艺的H2漏斗形结晶器可以生产宽度860～1 730mm的铸坯.对不同宽度H2结晶器内钢液流动、传热凝固行为进行研究,能加深了解H2结晶器内的冶金行为,并为H2薄板坯连铸设备制造及工艺参数优化提供指导.采用数值模拟技术研究拉速4.5 m/min时,宽度900、1 300、1 700mm结晶器内钢液流动、传热凝固行为.结果表明:结晶器宽度增加,流场变化显著,钢液自由液面近水口处波动加剧.不同宽度下,结晶器出口处铸坯坯壳厚度及其表面温度的差别主要体现在靠近铸坯窄边处.     

薄板坯连铸关键技术应用综述

薄板坯连铸工艺相比传统工艺具备生产周期短、节约能源和生产成本低等明显优势,受到国内外广大钢铁企业的青睐。但由于拉速高导致结晶器内钢液湍流流动剧烈,结晶器出口坯壳厚度薄,严重时可能会导致漏钢,进而导致产生表面缺陷。为了改善这些缺陷,需要针对薄板坯连铸工艺的技术特点进行了解,采用CSP漏斗型结晶器、浸入式水口、电磁制动及结晶器振动等先进的技术,进而提升铸坯质量。     

宝钢连铸试验平台浇铸出薄板坯

宝钢连铸试验平台成功浇铸出薄板坯，铸坯表面质量良好。标志着宝钢掌握了薄板坯连铸薄结晶器、结晶器振动、一冷和二冷技术以及自动开浇等薄板坯连铸的核心技术，具备了独立设计成套薄板坯连铸机的能力。     

结晶器内流场与温度场耦合的数值模拟软件的开发

结晶器是连铸机设备中最关键的部件，人们称它为连铸机的心脏。结晶器内钢液的凝固伴随着钢液的流动、传热及传质等过程，对铸坯质量存在很大的影响，因此，对结晶器内流场和温度场进行研究已经成为必然。     

兰钢薄板坯连铸机设计特点简介

本文简介兰钢薄板坯连铸机结晶器和铸坯导向段的工艺参数及设备特点。对试车中出现的一些设备问题予以讨论，并指出我国中小型钢厂开发薄板坯连铸机的现实意义。     

关于改进连铸坯质量的一些看法

根据文献报导和笔者体会，将改进连铸坯质量的一些措施分述如下：一、连铸机机型此前建立的板坯连铸机大多为弧形。为了提高铸坯纯度，避免夹杂物在内弧富集，消除IF（InterstitialFree）钢在连续退火后成型时在内弧钢带表面出现的铅笔型气泡和消除在铸坯内弧出现的偏离角纵向凹陷、星形裂纹和梯形，目前新建或改建的板坯连铸机多为立弯式或立式。例如IspatIn－land将No．１板坯连铸机的弧形结晶器改成直结晶器以改进超低碳钢板坯的质量，LTVSteel将弧形结晶器改成直结晶器。薄板坯连铸机都是立弯式。２０００年６月在奥地利召开的VAI…     

用“一维激光测速仪”对水平连铸结晶器模型内速度分布的测量

一、前言发展连铸是我国钢铁工业中一项重要的技术决策。钢的水平连铸是把结晶器水平地连接在中间包侧壁下部的拉坯方向上,中间包内的钢水在结晶器内冷却,从结晶器连续地拉出铸坯的一种方法。结晶器是水平连铸机的心脏。在工艺上对它的要求是:在尽可能高的拉速下,保证结晶器出口处有足够的凝固壳厚度和铸坯断面周边厚度的均匀性。在水平连续浇铸过程中,钢液是从中间包经过浇注水口和分离环而流进结晶器的。因此,浇注水口和分离环的形状尺寸,以及它们和结晶器的断面比,     

采用薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板的可行性分析

薄板坯连铸由于拉速高,结晶器容量小,结晶器钢水液面波动高度和表面流速显著高于传统连铸,因此容易造成保护渣卷渣,这是薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板钢种的主要困难所在。NUCOR、蒂森一克鲁伯等企业采用薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧钢板的实践也表明,在表面质量方面与传统工艺产品尚有较大的差距。采用薄板坯连铸工艺生产优质冷轧钢种,应适当增加铸坯厚度,以降低拉速和增加结晶器对钢水流的缓冲作用,可采用120mm厚铸坯(结晶器出口),3m／min左右拉速。为了减少结晶器保护渣卷渣,应对中等厚度薄板坯连铸结晶器内钢水流动控制(SEN结构参数、SEN浸入深度、拉速等)、电磁制动、保护渣等开展深入的试验研究。     

微合金钢薄板坯连铸边角裂纹控制

微合金钢薄板坯连铸过程高发边角部裂纹,致使热轧卷板边部产生翘皮、烂边等质量缺陷,是钢铁行业的共性技术难题。本文立足于某钢厂QStE380TM低碳含铌钛微合金钢薄板坯连铸生产,检测分析了铸坯角部组织金相结构与碳氮化物析出特点、不同冷却与变形速率条件下钢的断面收缩率,并数值仿真研究了不同结构结晶器和二冷区铸坯温度与应力的演变规律。结果表明:微合金钢薄板坯连铸过程存在明显的第三脆性区,且变形速率越大,第三脆性区越显著。传统薄板坯连铸工艺条件下,结晶器的中上部及其出口至液芯压下段的二冷高温区,铸坯角部冷速较低,致使其组织晶界含铌钛微合金碳氮化物呈链状析出。铸坯在液芯压下过程,低塑性角部因受较大变形与应力作用而引发裂纹缺陷。实施沿高度方向有效补偿坯壳凝固收缩的窄面高斯凹型曲面结晶器及其足辊区超强冷工艺,可分别提升铸坯角部冷速至10和20 ℃·s?1以上,从而促使铸坯角部组织碳氮化物弥散析出,并促进铸坯窄面在液芯压下过程金属宽展流动而降低角部压下应力,大幅降低了微合金钢薄板坯边角部裂纹发生率。      

薄板坯连铸无取向电工钢用保护渣的研究

针对薄板坯连铸无取向电工钢钢种及相应的结晶器保护渣特点,分析了保护渣理化性能与无取向电工钢增碳及浇注过程中结晶器热流的关系.研究发现,通过降低渣中配碳量(w(C)＜2%),并控制液渣层厚度保持在5～10 mm等方法,可有效防止保护渣引起的增碳;通过调整保护渣理化性能即降低保护渣的碱度和熔化温度的方法,可以提高无取向电工钢浇注过程中的结晶器热流,获得能够实现浇注过程中热流稳定、不引起增碳、板卷质量良好的无取向电工钢结晶器保护渣理化性能指标.     

高拉速薄板坯连铸保护渣剪切变稀性质

 针对高拉速薄板坯连铸保护渣现场使用过程中卷渣风险加剧、黏结报警频发等问题,通过使保护渣产生非牛顿流体行为,从而有效解决上述问题。该种新型保护渣具有剪切变稀的特性,即在较低剪切速率下具有较高黏度、在较高剪切速率下具有较低黏度。基于现场数据,计算出高拉速薄板坯结晶器钢液面表面区域的剪切速率为10~90 s-1,结晶器弯月面及以下区域的剪切速率可达120~1 600 s-1。采用旋转圆筒法研究了Al₂O₃对保护渣剪切变稀性质的影响。采用Oswald-De Waele幂律模型对剪切变稀行为进行了定量分析。结果表明,随着Al₂O₃含量的增加,保护渣剪切变稀性质先增强后减弱,Al₂O₃质量分数为8.61%的试样剪切变稀性质最强,其流动性指数最低达到0.764 4。研究发现,非牛顿流体保护渣具有的剪切变稀性质能够满足在结晶器钢液面表面区域和弯月面及以下区域内对保护渣黏度的要求。基于高拉速薄板坯连铸的具体工艺参数,建立结晶器内多相耦合模型,通过模型计算发现,保护渣的剪切变稀性质增强不仅会明显降低剪切卷渣的风险,提高结晶器弯月面区域液渣流入的均匀性,而且在结晶器弯月面及以下区域具有更厚的液态渣膜,更容易实现全程液态润滑,同时提高了渣耗量,进一步剖析了保护渣剪切变稀性质的作用效果。本研究为开发非牛顿流体高拉速薄板坯连铸保护渣提供了理论依据。     

CSP薄板坯连铸低碳钢结晶器保护渣的研究

高拉速薄板坯连铸保护渣与常规板坯连铸保护渣在物理性能上有较大差异，通过对保护渣理化性能、熔化特性的研究，确定了适合高拉速薄板坯低碳钢连铸用保护渣的理化指标。     

宽板坯连铸机的特点与铸坯质量控制

介绍了南京钢铁集团有限公司新建宽板坯连铸机的主要设备技术参数和技术特点，论述了连铸坯质量控制的工艺措施，如结晶器内钢液面稳定控制，振动与振痕控制，钢水流动控制等。     

MCCR产线110mm薄板坯结晶器流场的数值模拟

摘要：首钢京唐MCCR产线是国内第一条多模式连铸连轧产线,薄板坯高拉速连铸是实现无头轧制模式的基础,结晶器内流场控制是决定薄板坯高拉速连铸的关键。采用VOF两相流模型研究薄板坯连铸结晶器内流场特点,采用插钉法测量实际生产过程结晶器弯月面流速,并与对应工况条件下模拟结果进行对比校验了模型准确性。通过薄板坯连铸结晶器内流场的数值模拟仿真,获得了薄板坯高拉速条件下结晶器内钢液的流动特征。研究了连铸拉速、2.种浸入式水口结构等因素对弯月面流速以及波高差的影响。结果表明：随着通钢量由3.4t/min增加至8.2t/min,采用四孔水口时,结晶器弯月面钢液流速由0.02m/s增加至0.30m/s,结晶器钢液面波高差由2.0mm增加至7.2mm;采用五孔水口时,结晶器钢液面波高差由0.25m/s增加至0.5m/s,结晶器钢液面波高差由2.6mm增加至17.0mm。高通钢量条件下（5.5~8.2t/min）,采用四孔水口更加有利于控制液面波动稳定性。     

MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用

通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%~11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%~15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/min,结晶器液面波动控制在±1 mm以内,保护渣液渣层厚度保持在8~10 mm,结晶器热流稳定,实现了高拉速的顺稳生产。     

立式组合电磁制动对CSP结晶器内钢液流动及偏流控制

紧凑型带钢(CSP)薄板坯连铸结晶器在浸入式水口下方设置水平式的全幅一段电磁制动器(Ruler-EMBr),在进一步提高薄板坯连铸拉坯速度的情况下,不能有效控制CSP结晶器自由表面的钢液流速和液面的稳定性.为此提出一种新型的立式组合电磁制动(VC-EMBr)技术,并利用商业软件ANSYS FLUENT数值模拟研究了全幅...     

Large Eddy Simulation for Unsteady Turbulent Field in Thin Slab Continuous Casting Mold

The unsteady turbulent flow during the continuous casting of steel is important, because it influences critical phenomena that affect steel quality. Unsteady three-dimensional flow in the mold region of the liquid pool during continuous casting of steel slabs has been computed using realistic geometries starting from the submerged inlet nozzle to the mold. The cassette filter function was used to deal with unsteady Navier-Stokes equation, and then the turbulent flow in the thin slab CCM was simulated with the large eddy simulation method combined with the Smagorinsky sub-grid scale model in this paper. And the model was verified by the Particle Image Velocimetry (PIV) experimental results which was got from a relate scientific literature. In this thesis, by means of LES, the flow characteristics in the thin slab CCM were acquired, such as the vortex distribution, the formation of the large eddy coherent structures, development, shedding and fracture process. In the same time, the turbulent asymmetric distribution was revealed even the nozzle in the centre position. Interactions between the two halves cause large velocity fluctuations near the meniscus. And the vortex is located at the low velocity side adjacent to the SEN. Along with the unsteady time development, the unsteady turbulent large vortex structures of the liquid steel in the CCM presented periodic bias flow distribution, and the period is about 20 seconds.