动态二次冷却模型

铸坯的质量在很大程度上取决于二次冷却。为了在不同的浇注条件下 ,获得理想的铸坯表面温度分布 ,生产出无缺陷铸坯 ,必须自动控制二次冷却。芬兰劳塔鲁基公司动态二次冷却模型—— DYNCOOL 就是为了满足上述要求开发的。它按实时计算的铸坯温度分布来计算并控制冷却水的流量 ,保持预选的沿着铸坯方向设定的温度模型。DYNCOOL 模型应用在线数据计算铸坯表面温度分布、坯壳厚度和每段的二次冷却水流量 ,使目标温度分布和计算所得温度分布之间的差别极小。模型用边界条件法解扩散—对流方程式 ,来计算通过铸坯中部的纵断面的温度场。这…     

辊子错位对铸坯鼓肚变形的影响

 由于加工、安装、变形与磨损等原因,连铸机辊列中的辊子会偏离设计位置而产生错位,这对铸坯鼓肚变形产生较大影响。基于高温铸坯黏弹塑性本构方程,建立两辊间距内的铸坯坯壳动态鼓肚数学模型,并利用模型计算试验铸机的铸坯坯壳鼓肚曲线,依照实测数据验证了模型的有效性。根据奥钢联工业连铸机的设备及工艺参数,计算铸机不同扇形段内铸坯坯壳在不同辊子错位量情况下的鼓肚变形,并讨论在辊子发生错位的情况下辊间距对铸坯坯壳固液交界面处最大应变的影响,并给出铸机辊间距的确定方法。     

工艺模拟软件在连铸机二冷优化方面的应用

以鞍钢一炼钢厂厚板坯连铸机为对象，基于凝固-传热学基本理论，建立板坯连铸三维凝固传热计算软件，根据二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热建立边界条件，计算整个铸坯温度及固相分数分布。以模拟软件为基础，对铸坯冬夏季冷却水温差异造成的铸坯温度波动进行计算，并根据计算结果，对冬季冷却水量进行了调整，保障了铸坯质量的稳定。     

高拉速板坯连铸机动态二冷控制模型研究

结合高拉速板坯连铸机参数,建立了基于铸坯＂坯龄＂的基本水量计算模型,实现了非稳态浇铸过程中表面温度的均衡、平稳过渡;为进一步消除铸坯表面温度波动,建立了基于实时温度场计算和模糊控制方法实现的目标表面温度控制器,提高了铸坯表面温度的控制精度.铸坯质量分析表明,模型上线投用后铸坯产品的裂纹和鼓肚等缺陷较原系统得到了有效的控制,达到了较高的整体质量水平.     

连铸板坯凝固传热模型研究及应用

依据板坯连铸机工艺条件，利用铸坯凝固过程传热数学模型计算了铸坯凝固过程温度场分布和坯壳生长情况，并探讨连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，示例性的提出了提高铸坯温度的工艺手段。     

连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究

从传热与粘性流体力学的角度考虑,建立了铸坯与结晶器间保护渣的润滑模型。利用此模型,并在计算铸坯与结晶器温度场的基础上,确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态。利用N-S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量,同时计算了润滑区段的摩擦阻力,为进一步计算铸坯与结晶器间摩擦阻力提供支持。     

小方坯连铸机结晶器的研究

建立了铸坯固传热数学模型，模拟计算了铸坯温度场，坯壳厚度，热流场，坯壳热收缩应力场，坯壳与铜壁间气隙厚度，计算坯壳厚度与实测坯壳厚度基本吻合，计算结果为连铸机生产，连铸机设计提供参考。     

小方坯连铸机结晶器的研究

本文建立了铸坯凝固传热数学模型，模拟计算了铸坯温度场、坯壳厚度、热流场、坯壳热收缩应力场、坯壳与铜壁间气隙厚度；计算出的坯壳厚度与实测的坯壳厚度基本吻合，计算结果可为连铸机生产和连铸机设计提供参考。     

方坯连铸二级配水技术研究

连铸坯的二次冷却技术对连铸机的产量及铸坯的质量极为重要.目前最新的连铸二次冷却技术为上位机配水技术,它包括铸坯目标温度确定、上位机与PLC的通讯、上位机理论计算、二冷水量确定等.杭钢转炉厂1号连铸机通过采用二级配水技术,铸坯的内部质量得到明显改善.≥2级的铸坯内部角裂纹由8.3%下降为0,铸坯总内部缺陷是同型号其他连铸机的36.3%;同时由于铸坯表面温度适当下降,铸坯表面氧化铁皮也有明显的减少.上位机从读数据、显示数据、计算水量到写给PLC数据,每6 s循环一次,实现了上位机在线闭环控制二冷水量.     

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。     

连铸二冷区的夹辊与铸坯间传热研究

本文采用一种新的差分格式对夹辊导热微分方程进行了差分化,建立了夹辊与铸坯间的传热数学模型。使用模型在计算机上模拟计算获得了夹辊与铸坯间的传热计算式。公式表明,夹辊与铸坯间的传热和铸坯表面温度、拉速及铸坯接触部分的夹辊弧长所对应的接触角度有关。     

天钢大圆坯连铸机热坯压力的调试

在大圆坯浇铸作业中,拉矫机的热坯压力是一个重要参数。热坯压力过大会使铸坯产生椭圆变形,严重影响铸坯表面质量;热坯压力过小,难以达到铸机拉矫辊克服的拉出铸坯的阻力,致使可能出现铸坯在生产过程中的下滑。针对天津钢铁集团有限公司大圆坯项目3^#连铸热试过程中存在的溜坯现象,根据工艺及设备参数加以分析,依据理论计算和生产经验,进行热坯压力调整和数据优化,避免了溜坯现象的出现,保证了生产顺行。     

铸坯表面热交换系数的测定

本文建立了铸坯表面热交换系数计算的方程,并将实验测定的数据经过回归,得到了铸坯表面的热交换系数与铸坯表面温度及水流密度的函数关系式,即喷咀的热态性能。     

铸坯淬火系统的设计与Fluent模拟

石家庄某钢厂为减少铸坯表面裂纹,不影响后序轧材产品的质量,增加一套铸坯表面淬火系统。经过计算与Fluent模拟,该系统能对铸坯进行表面淬火处理,使其快速冷却至600℃以下,同时满足表面淬火-回火的工艺要求,最终使得铸坯质量得到改善。     

小方坯连铸机二冷系统的优化

介绍了安钢第二炼钢厂小方坯工艺概况和铸坯内部裂纹问题,根据凝固传热计算指导二冷系统优化,改善了铸坯内部质量,取得了明显效果。     

连铸坯表面温度和热传递

连铸过程中,铸坯表面温度对铸坯质量有较大的影响。如果表面温度过高,则会出现拉漏,并导致鼓肚,这将造成内部质量差;在温度较低时,铸坯表面可能会出现一个脆性槽,从而引起表面裂纹。 应用铸坯凝固模型能计算出铸坯表面温度。然而,通过这些模型计算出的结果的精确度取决于有关喷水传热和辊子散热等方面的数据。在这些数据中,虽然有些是可以得到的,但对于这些模型,一个主要问题是,如何知道辊子和铸坯之间多余喷水带走多少热量,这个过程被称为环境热传递。     

连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究

从传热与粘性流体力学的角度考虑,建立了铸坯与结晶器间保护渣的润滑模型。利用此模型,并在计算铸民结晶器温度场的基础上,确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态。利用N－S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量,同时计算了润滑区段的摩擦阻力,为进一步计算铸坯与结晶器间摩擦阻力提供支持。     

方坯加热炉热工制度优化研究及应用

在工业生产条件下测量了铸坯加热温度分布,工业试验确定了加热炉经济负荷运行区,建立了推钢式加热炉铸坯加热过程的一维稳态数学模型.根据测量结果结合数学模型对铸坯加热温度分布进行了计算和分析,提出了加热炉合理的热工制度.经现场实施应用,加热炉煤气单耗降低5.3%;铸坯沿长度方向的温差下降10℃;出炉铸坯平均断面温差为38℃.     

230mm×1500mm板坯连铸凝固过程传热与机械变形的有限元分析

根据Q235B低碳钢230 mm×1500 mm板坯凝固和高温力学特性,建立铸坯凝固过程温度场和应力场热-力耦合有限元分析模型,采用有限元分析软件MSC.Marc进行耦合计算。结果表明,在当前工况下,铸坯冶金长度约33 m,两相区长度16 m;坯壳由压缩向拉伸过渡,在坯壳内侧前沿为完全拉伸状态,铸坯存在展宽现象;计算值和实测值均表明,Q235B钢在模拟工况下,实际铸坯尺寸比公称尺寸大10 mm左右。     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了34Mn5V钢Φ400 mm圆坯连铸过程中的凝固传热数学模型,运用该模型计算得到的二冷各区控制点的表面温度与现场实测结果一致。用该模型计算得出,钢水过热度对铸坯表面温度影响较小,拉速和二冷区冷却强度对铸坯温度影响较大。生产实践表明,当生产Φ400 mm铸坯的拉速达到0.4～0.6 m/min时,自动控制的二次冷却制度能满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。