圆坯连铸结晶器传热的反算法

基于圆坯连铸结晶器实测温度数据,建立了结晶器传热反问题数学模型,通过确定结晶器和铸坯之间局部热阻大小及其分布,计算出结晶器热流场和坯壳厚度,且分析了结晶器热流分布特征和铸坯凝固状态,并比较两者之间的关系．计算结果准确地反映了实际生产过程中沿结晶器周向非均匀传热特征,为将数值模拟技术应用于连铸凝固过程监控和“可视化结晶器”技术提供了可借鉴的实用方法.     

基于实测温度的结晶器瞬态传热反问题计算方法

基于结晶器监控系统实测瞬态温度,建立结晶器传热与铸坯凝固反问题计算模型,利用实测温度反算结晶器/铸坯热流密度,并在此基础上模拟分析结晶器温度分布及铸坯凝固进程。经大量实测瞬态数据的检验,证实了模型与计算方法的合理性。铸造过程中,结晶器/铸坯间的热流、温度与坯壳厚度分布均呈现出显著的非均匀性特点,在铸造方向上具有继承倾向。反问题模型能够反映结晶器内部传热的非均匀特征,及时体现工艺变化过程中传热/凝固的瞬态波动,为其应用于过程监控和工艺优化提供理论及模型基础。     

高效板坯连铸结晶器监控技术集成系统开发

以LabVIEW为开发工具,采用人工神经网络技术、铜板热成像等可视化手段,开发了一套集成漏钢预报、结晶器热行为、非正弦振动技术以及钢液面流动特性的结晶器在线监控系统,并实施了在线应用,半年试运行表明系统达到了设计要求。     

连铸冷却水流量可视化自动监控系统的开发

由于连铸过程中冷却水流量的监控直接关系到连铸过程的顺利进行和铸坯质量 ,为此开发了可视化、智能化、多通道、实时流量监控系统。本文着重介绍了该监控系统的组成 ,脉冲频率信号的采集和系统应用。     

连铸中心偏析控制研究进展

连铸坯中心偏析会对铸坯质量及其后续的轧制产生不利影响。在简要阐述连铸生产过程中铸坯中心偏析缺陷产生原因的基础上,介绍了国内外低过热度浇注技术、二次强冷技术、电磁搅拌技术、轻压下技术、结晶器喂带技术等铸坯中心偏析控制方法与机制,并特别对结晶器喂带技术在连铸中的应用进行了展望。     

板坯连铸结晶器漏钢预报系统的开发与实践

结晶器漏钢预报系统是结晶器过程监控的主要手段,可有效避免粘结漏钢等异常事故,对提高铸坯质量和实现高拉速连铸具有重要意义。针对板坯连铸过程,通过漏钢过程热电偶温度历史数据的分析,提出了一种粘结漏钢预报的新逻辑判断模型,并开发结晶器漏钢预报系统,在H炼钢厂进行了应用实践,结果显示,该系统对粘结漏钢报出率为100%,预报准确率为78.26%,误报频率为0.15%次/炉,达到了较好的漏钢预报性能。     

连铸结晶器内热-力耦合状态有限元模拟

针对碳钢在连铸结晶器内的凝固过程,考虑铸坯和钢板间接触状态,建立了完全热力耦合的二维非稳态有限元模型,利用ＭＡＲＣ软件在微机上求解。模拟出了结晶器区域热和力学状态,包括铸坯温度场,包括铸坯温度场,应力场,铸坯－钢板界面热流和气隙分布规律等,本模拟工作可为优化结晶器锥度、开发高拉速曲面结晶器提供理论依据和技术基础。     

连铸圆坯结晶器的热流计算与讨论

基于结晶器温度和热流实测数据,采用反算法模拟了圆坯结晶器热流场,清楚显示出热流沿结晶器纵向和周向不均匀不对称分布特征．利用得出的热流场数据,拟合得到沿结晶器纵向、周向和铸坯间的热流公式,其中考虑了拉速和结晶器安装状态的影响,并与已发表的经验公式进行了对比．采用的反算模拟方法和拟合的热流公式有助于实现连铸结晶器热流的可视化,以及由于指导连铸过程中的热流分析和事故分析．     

迁钢倒角结晶器的实践与应用

重点阐述迁钢倒角结晶器的发展与应用实践。对于倒角结晶器使用过程中常见的角部纵裂纹、铸坯边部压痕产生的原因和控制措施进行解析。同时,对于倒角结晶器在线调宽和异钢种连浇技术的应用也进行了说明。     

薄板坯连铸结晶器内钢液凝固行为的研究

针对薄板坯连铸漏斗型结晶器内凝固过程,采用热弹塑性有限元法,考虑铸坯与铜板的接触状态,建立了热力耦合模型。模拟分析了铸坯经过结晶器过程中坯壳内的温度场和应力场,得到了凝固坯壳形成过程的传热和变形规律。模拟结果表明：铸坯角部温度高于宽面和窄面中心温度并出现两个平台期;两个弧线段交界区域出现应力峰值,是铸坯裂纹敏感区。该结果为漏斗型结晶器形状的设计、结晶器锥度的优化以及提高连铸坯质量提供理论依据和技术基础。     

铸坯质量判定与产品质量诊断系统功能及应用

本文介绍了中冶连铸自主开发的铸坯质量判定与产品质量诊断系统具备的几大功能:铸坯质量参数全线跟踪、在线监控异常信息、判定铸坯质量等级、评估铸机设备和工艺操作状况,再现历史浇注过程和积淀专家经验。并介绍了该系统在莱钢铸机上关于指导生产,判定铸坯质量,以及分析工艺操作等应用情况。     

几种结晶器软夹紧系统的实现方式

连铸结晶器的夹紧力大小直接关系到钢坯质量和结晶器的使用寿命。叙述了结晶器软夹紧技术的发展,阐述了软夹紧技术的几种方式、计算方法,并讨论了SPCO、奥钢联、西马克、达涅利等几家连铸工程公司的软夹紧液压控制系统原理与特点。为结晶器软夹紧系统的设计提供了思路和依据。     

板坯连铸结晶器热态调宽系统关键技术的理论研究

以实例设计了结晶器热态调宽系统。应用创新方法 TRIZ理论对当前调宽系统存在的漏钢问题进行了分析求解;并重点对系统的关键生产参数进行建模定量研究,推导出调宽速度和铸机拉速的定量计算公式;为结晶器热态调宽系统的安全使用提供了理论依据。     

连铸坯内裂纹预报模型开发

针对国内某特钢厂大方坯连铸机产品质量现状,确定以其常见的角部内裂、中间裂纹、中心裂纹等内裂纹作为研究对象,选取16个与之相关的工艺参数,利用BP神经网络建立了这3种典型缺陷的预报模型。该模型网络拓扑结构为16-12-3,并以现场采集的生产过程数据和动态热跟踪模型计算结果作为预报模型的训练样本和测试样本。大量测试结果表明,所构建的预测模型精度较高,能够满足生产应用的要求。基于训练成熟的神经网络,进一步开发出铸坯质量在线预报模型,实现了连铸坯内部质量的在线实时判定。     

电磁旋流水口在钢圆坯连铸中的作用

机械式旋流水口连铸的工业试验结果表明:弯月面的钢液温度、稳定性以及铸坯的等轴晶率等能得到显著提高。但该工艺难以工业应用。本文作者提出了一种新的旋流连铸工艺,即利用水口外的旋转电磁场对钢液的洛伦兹力,使水口内钢液形成旋转流动。本研究通过磁场和流场的三维数值模拟,分析了电磁旋流装置结构对圆坯连铸过程中浸入式水口及结晶器内钢液速度的大小及分布的影响,并应用低熔点合金进行了实验验证。结果表明:非接触方式的电磁力可以有效地使钢液在浸入式水口内产生旋转流动。在同等条件下,圆形电磁旋流装置时钢液的速度分布最对称,速度值最大;改进马蹄形时的水口内流场分布与圆形的较为接近,比采用马蹄形时的更为对称,且速度值更大。在结晶器内,电磁旋流使钢液的冲击深度变小,上返流增强。这有利于温度的均匀化,提高弯月面的温度,以及促进夹杂物的上浮。考虑工业生产的操作方便问题,改进马蹄形电磁旋流装置比较适合生产实际。电磁旋流实验的结果验证了数值模拟的结果及计算方法的可靠性。     

基于改善连铸板坯中心偏析的传热仿真软件

针对连铸坯中心偏析的形成机制,本文设计开发了基于改善连铸板坯中心偏析的凝固传热仿真优化软件。软件模型细化了连铸过程中的边界条件,充分考虑了各个方向上(尤其是铸坯宽度方向)和不同铸坯表面位置的冷却边界条件差异,可准确地预测连铸过程中铸坯的凝固行为和液芯三维形状,以及分析预测铸坯的偏析区域。针对模拟分析结果,软件可以对实际铸机的冷却系统进行优化,改善连铸坯的中心偏析问题。针对AH36的实际生产工艺参数,软件对连铸板坯的液芯形状和中心偏析产生区域进行了预测。预测结果与实际生产中的铸坯中心偏析位置完全吻合。     

首钢京唐连铸机结晶器振动技术运用

首钢京唐2150mm连铸机结晶器振动采用了Siemens s7～400PLC作为基础自动化设备,以液压系统作为动力,通过控制伺服阀输出0—10mA的电流信号,实现结晶器按要求的振幅、频率和波形振动。结晶器的振动的作用一方面是为了促使润滑剂和保护渣填充到结晶器与坯壳间,形成润滑层,以减小结晶器与坯壳的摩擦阻力,减少拉裂;另一方面则使为了在铸坯表面形成振痕,使结晶器与坯壳间的气隙增大,降低了坯壳凝固生长速度、坯壳凝固组织中产生缺陷,从而提高铸坯质量,节省人力,为铸机的发展提供数据的支持。     

连铸坯质量控制零缺陷战略

为满足用户对产品质量越来越严格要求,生产价格便宜高质量产品是人们追求目标。而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。本文系统地分析了在连铸过程中铸坯的表面缺陷、内部缺陷以及铸坯夹杂物产生的原因,提出了防止铸坯缺陷产生应采取的措施,进一步提高铸坯质量。     

确保灵活和可靠生产的高性能板坯连铸机

高连铸比和高产品质量是快速收回设备投资的基础。西门子奥钢联开发了众多技术方案,为此创造了条件。先进的冷却系统确保了全面灵活的生产和稳定的产品质量。西门子奥钢联Dynacs 3D冷却模型加上3DSprays动态喷淋宽度调节,通过位置控制液压缸自动定位喷嘴,沿整个铸流宽度优化了水量分布,避免了板坯角部过冷。利用传统的弧形连铸机浇铸更厚的板坯,是又一个市场趋势。西门子奥钢联于2010年6月投产了秦皇岛首秦连铸机,对这一市场需求作出了回答。这是世界上第一台采用直结晶器生产400 mm厚板坯的弧形连铸机。由于铸流的最终凝固发生在矫直区之后,生产能力远高于采用固态矫直的连铸机,因而在生产成本方面具有明显的优势。之后,西门子奥钢联又于2011年3月在韩国浦项钢铁公司浦项厂投产了一台浇铸厚度达到400mm的双流超厚板坯连铸机。连铸机的设计遵循了Connect&Cast(即连即铸)理念,确保了所有设备功能和模型从投产伊始全部正常发挥作用。因此,达产速度快成为了西门子奥钢联连铸机的标志。本文将介绍西门子奥钢联先进工艺包在亚洲板坯连铸机上的成功应用及其获得的收益。     

不锈钢板坯宽度对结晶器内钢水流动和温度状态影响

利用数值模拟方法对比分析了不同不锈钢板坯宽度下结晶器内钢水流动和温度分布情况。结果表明,在同一浸入式水口结构和工艺参数条件下,随着结晶器宽度的增加,侧孔注流在窄面的冲击位置下降,冲击强度减弱,钢液面处钢水卷渣和液面裸露的几率减小,但液面处钢水温度降低。其中,当铸坯断面大于1360mm时,结晶器内钢水对窄面中心的冲击速度和钢液面处钢水表面流速变化不大。综合表明,该水口浇注不锈钢板坯的适宜宽度范围为1360～1600mm.