连铸板坯二冷控制的优化仿真

文章利用改进粒子群优化算法对二冷区各段的水量进行优化,优化之后的二冷制度使铸坯各段表面温度冷却速率和温度回升速率趋于平缓,达到提高铸坯质量、降低冷却水量的目的.     

涟钢ROKOP高效连铸方坯凝固传热的数学模型

建立了ROKOP高效连铸坯的凝固传热数学模型。提出二冷区总有效喷淋系数E与各段有效喷淋系数Ei、水量Qi和二冷段总水量Q的关系式E =Σ(EiQi) /Q ,二冷段有效比水量Bv与二冷段比水量B的关系为Bv =BE。应用该模型进行仿真计算 ,获得涟钢 6流ROKOP连铸机二冷区各段水量的控制方法。经生产实践证明 ,在生产 15 0mm× 15 0mm铸坯的拉速达到 3.8～ 4 .0m/min时自动控制的二次冷却制度满足工业连铸要求 ,得到优质铸坯。     

喷淋水量分布对C38N2钢大方坯冷却效果的影响

合理的连铸二冷工艺制度是提高非调质钢连铸坯质量的关键。以某钢厂320 mm×480 mm C38N2非调质钢为研究对象,建立了基于大方坯横向水量分布的凝固传热模型,分析二冷区各段喷淋水量分布对铸坯表面温度分布的影响。研究表明,在现行工艺喷淋条件下,二冷一段和二段铸坯边角部喷淋水量较大,铸坯在二冷一段出口内弧和侧弧的表面横向温差分别达到了340 ℃和327 ℃,三段和四段铸坯表面中心喷淋水量较大,铸坯在空冷区内弧和侧弧的表面回温分别为109 ℃/m和125 ℃/m,容易引发角部裂纹和内部裂纹。在此基础上,提出“在二冷一段和二段降低喷淋高度+三段和四段升高喷淋高度”的喷嘴布置方式。水量分布优化后,二冷各段出口表面横向温差基本控制在200 ℃以内,铸坯在空冷区内弧和侧弧表面回温分别降低至95 ℃/m和107 ℃/m,角部回温由94 ℃/m降低至40 ℃/m,降低了裂纹缺陷发生率。研究结果可为该类非调质钢连铸生产提供借鉴。     

方坯低倍内裂原因分析与对策

分析认为柳钢7号方坯连铸机生产的铸坯内裂原因:结晶冷却不合理、二冷区设计不合理、铸坯跑偏、水表冷却过强、拉矫机压力过大等,介绍了实施的优化结晶器冷却、二冷区设计优化、合理控制水表冷却、减弱拉矫机压力等措施,使铸坯内裂控制在0.5级以内。     

连铸小方坯中心裂纹的成因分析及控制

从连铸工艺角度分析了2#连铸小方坯中心裂纹的形成原因,认为二次冷却强度过大和钢水过热度过高导致铸坯柱状晶发达,是引发铸坯中心裂纹形成的重要因素。通过降低比水量、优化各段二次冷却水分布量完善二次冷却工艺,降低钢水过热度等工艺措施,有效控制了中心裂纹的发生,铸坯质量明显改善。     

Q195L钢方坯连铸二冷技术的优化

针对韶钢Q195L钢方坯存在严重的中心裂纹和中心缩孔问题,对方坯连铸二次冷却工艺进行了试验优化.通过建立凝固数学模型计算二冷区的铸坯表面温度分布,分析并调整连铸比水量和二冷区水量分配,制定了满足Q195L钢连铸工艺要求的二冷控制制度.生产应用表明,Q195L钢连铸坯内部质量明显提高,铸坯中间裂纹不大于1级的比例由90.74%提高到100%,中心缩孔不大于1级的比例由83.33%提高到92.50%,中心疏松不大于1级的比例由96.30%提高到97.50%.     

含钒高氮高强耐候乙字钢大方坯连铸二冷技术

针对攀钢高强耐候乙字钢大方坯连铸二冷控制制度在连铸比水量和二冷区水量分配等方面存在的问题,通过采用延长喷水冷却区长度、适当增大连铸比水量、调整二冷区各回路的冷却能力及水量分配比例的方法,优化了YQ450NQR1大方坯连铸二冷制度.生产应用表明,高强耐候乙字钢大方坯内部质量明显提高,中心疏松评级≤1.0级的比例由79.71%增至90.70%,中心偏析＜0.5级的比例由1.45%增至44.19%,无中心缩孔的比例由86.96%增至93.02%,无中心裂纹的比例由39.13%增至62.79%,无中间裂纹的比例由85.51%增至88.37%,无皮下裂纹的比例由78.26%增至97.67%,无角部内裂纹的比例由73.91%增至93.02%,为攀钢开发生产屈服强度450MPa级高强度耐大气腐蚀乙字钢提供了高质量的铸坯.     

重轨钢大方坯连铸二冷技术研究

针对攀钢大方坯连铸引进的二冷控制技术在连铸比水量和二冷区水量分配等方面存在的问题,通过测试研究重轨钢的高温延塑性能和二冷区的铸坯表面温度分布,制定了满足攀钢重轨钢连铸工艺要求的二冷控制制度.生产应用表明,重轨钢连铸坯内部质量明显提高,铸坯中心疏松≤1.0级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心碳偏析指数≤1.05,中心区域等轴晶率≥30%,由连铸坯轧成重轨的内部质量和力学性能能够满足350 km/h高速铁路用钢轨的要求.     

连铸冷却对成分偏析及轧后带状组织影响的研究

以CJ20CrMnTi为试验钢种,调整断面200 mm×200 mm的连铸二冷强度,并将不同冷却强度条件下生产的钢坯以不同的轧制工艺轧制,分析铸坯的碳偏析,对比检验轧材带状组织级别,来研究连铸二冷冷却强度对带状组织的影响.试验表明:随着连铸二冷比水量的提高,钢坯平均中心碳偏析指数由1.08降至1.065,有效改善铸坯成分偏析,提高轧材组织均匀性,轧材带状组织级别控制由3.0级降至小于1.5级及以下;提高了轧制过程中生产效率,降低了煤气消耗,显著提高企业经济效益.     

武钢大方坯连铸二冷制度的优化

以武钢第一炼钢厂大方坯连铸机为研究对象,建立了凝固传热数学模型,根据铸坯凝固冷却过程冶金准则的要求,经模拟及优化,得出了SWRH82B钢二次冷却区各段水量与拉速的二次关系式,建立了新的二次冷却水控制模型,并应用到生产实际,明显提高了铸坯质量.     

南钢小方坯连铸生产45钢二冷制度的优化

通过低倍组织和二冷制度计算机仿真软件分析了2~#连铸机150mm×150mm,4~#连铸机150mm×220 mm 45钢铸坯中心和中间裂纹发生距弯月面的位置,铸坯表面温度与目标温度的对比。结果表明,二冷比水量和各段冷却水分配不当是形成铸坯裂纹的主要原因,通过降低二冷水量和优化冷却水分配使铸坯表面温度接近目标温度曲线,明显降低了铸坯中间和中心裂纹的发生率。     

360mm×450mm大方坯连铸二冷技术研究

针对攀钢360 mm×450 mm连铸大方坯存在的表面纵裂、中间裂纹、中心裂纹等质量问题,通过采用适当增大连铸比水量、调整二冷区各回路的冷却能力及水量分配比例的方法,优化了大方坯连铸二冷制度.生产应用表明,大方坯表面质量和内部质量明显提高,因铸坯中间裂纹严重而产生的表面纵裂缺陷率由53.85%降至0.30%,铸坯中心疏松评级≤1.0级的比例由74.87%增至99.53%,无中心裂纹的比例由68.83%增至82.77%,无中间裂纹的比例由82.95%增至90.98%.     

包晶钢矩形坯二冷配水制度优化研究

结合包晶钢的凝固特点,针对其生产中出现的铸坯质量问题,进行了二冷配水制度的优化。结果表明,在二冷比水量为1.1 L/kg～1.4 L/kg,且使用适宜的二冷喷嘴和合理分配各段水量的前提下,可以避免铸坯出现质量问题,铸坯的表面质量和内部质量均良好。     

板坯连铸二冷制度优化

应用二冷区铸坯表面温度测定和连铸坯硫印、低倍检验等方法，分析评价了攀钢板坯连铸现行二冷制度对铸坯内部质量的影响，并在此基础上优化完善了连铸二冷配水制度。结果表明，采用增大二次冷却强度、增加二冷段后区铸坯冷却能力的配水制度对减轻铸坯中心偏析、扩大铸坯等轴晶率、提高铸坯内部质量有明显效果，为进一步完善连铸二冷控制制度提供了坚实的技术基础。     

汽车用钢大方坯连铸二冷配水数学模型

应用开发的连铸传热数学模型对石家庄钢铁有限责任公司炼钢厂电炉车间所生产的5个钢种及2种规格铸坯的二次冷却配水进行了模拟计算；根据铸坯凝固冷却过程冶金准则的要求，经反复模拟及优化，得出了二次冷却区各段水量与拉速的二次关系式；综合考虑了过热度对铸坯凝固过程的影响，建立了新的二次冷却水控制模型，并应用于实际生产。     

动态配水在方坯连铸机中的应用

在坯龄模型基础上,根据计算出的铸坯表面温度与目标温度的差值进行优化调节水量。设计了宣钢150t1#方坯连铸机二冷动态配水模型,实现了铸坯表面温度自适应控制。该模型使二次冷却更加均匀,减少了铸坯表面回温,以便达到控制铸坯组织和内部质量的目的。     

360mm×450mm大方坯连铸二冷技术研究

针对攀钢360mm×450mm连铸大方坯存在的表面纵裂、中间裂纹、中心裂纹等质量问题,通过采用适当增大连铸比水量、调整二冷区各回路的冷却能力及水量分配比例的方法,优化了大方坯连铸二冷制度。生产应用表明,大方坯表面质量和内部质量明显提高,因铸坯中间裂纹严重而产生的表面纵裂缺陷率由53．85％降至0．30％,铸坯中心疏松评级≤1．0级的比例由74．87％增至99．53％,无中心裂纹的比例由68．83％增至82．77％,无中间裂纹的比例由82．95％增至90.98％。     

20CrMnTiH齿轮钢铸坯内部质量控制研究

针对20CrMnTiH齿轮钢质量要求,分析了连铸过程拉速、结晶器电磁搅拌电流强度以及二冷强度等关键参数对铸坯内部质量的影响。试验结果表明:拉速控制在1.2~1.4 m/min有利于中心疏松和中心偏析的控制;结晶器电磁搅拌电流强度为380 A时,铸坯中心疏松控制在1.0级以内,碳偏析指数≤1.08,等辅晶率平均达到34.9%;二冷控制模式采用弱冷更有利于减轻该钢种的铸坯中心疏松和偏析。根据研究结果生产的20CrMnTiH齿轮钢棒材低倍组织和淬透性良好。     

15CrMoG钢Φ450 mm管坯连铸二冷工艺的优化

建立了15CrMoG钢(%0.12～0.18C,0.80～1.10Cr,0.40～0.55Mo)弧形连铸Φ450 mm圆管坯的二冷工艺模型以优化连铸二冷工艺.生产结果表明,在0.4～0.6 m/min拉速下生产Φ450 mm 15CrMoG钢圆管坯时,采用弱二冷工艺,二冷比水量0.30～0.35 L/kg,延长二冷区长度,控制铸坯进入矫直点前表面温度在950 ℃以上,则铸坯的等轴晶率达47.0%～49.3%,无中心缩孔,近表面和中间裂纹0级,中心裂纹0～0.5级,断面碳偏析ΔC%为0.02%,硫偏析ΔS%为0.005%,满足了生产无缝管的铸坯质量要求.     

连铸坯凝固传热数学模型的研究与应用

以安阳永兴钢铁公司1#方坯连铸机为研究对象，建立连铸坯凝固传热数学模型。研究了不同拉速、过热度及二冷比水量对铸坯表面中心和角部温度及铸坯凝固终点位置的影响。并对铸坯表面温度进行了实测，实测结果与模型计算基本吻合。与现场生产实际结合，优化二次冷却制度，铸坯质量得到明显提高。