冷却水口降低钢水过热度的工业试验

 降低钢水的浇注过热度是提高连铸坯等轴晶率的有效措施。利用浸入水口冷却装置的导热平衡,设计气雾冷却水口装置和在线冷却介质检测与控制系统,在淮钢150 mm×150 mm方坯连铸机上进行冷却水口降低钢水过热度的初步工业试验,结果表明气雾冷却装置可以实现稳定操作,冷却介质在线调控系统可以满足浇注参数波动的需要,冷却芯导热系数与冷却芯/铜壁的界面热阻是影响传热的关键,降低浇注过热度约4 ℃。     

硫含量对合金钢铸坯等轴晶比率波动的影响

针对某厂合金钢连铸坯等轴晶比率大幅波动的现象,为稳定控制连铸坯质量,进行了生产试验和理论分析。结果表明:在过热度比较稳定,拉速、冷却强度等条件相同的情况下,易偏析元素硫的含量是影响合金钢铸坯等轴晶比率的主要因素。为防止铸坯等轴晶比率大幅波动,除减小钢液过热度波动、稳定拉速和冷却强度外,还应稳定控制钢中硫等易偏析元素的含量。     

双辊冷却低过热度浇铸结晶器流场和温度场耦合数值模拟

提出了一种双辊冷却低过热度浇铸150 mm×150 mm方坯的技术,即使从中间包流出的钢水通过转动的冷却辊浇入结晶器内,通过降低钢水过热度改善铸坯质量.借助流体力学分析软件,对0.45C钢水的数值模拟结果发现,通过冷却辊冷却的钢液过热度降低,结晶器中钢水流冲击深度达250 mm,有利于打断凝固前沿的柱状晶,扩大等轴晶比例,同时结晶器内的钢液流场和温度场分布均匀,且铸坯的凝固状况也明显改善.     

轴承钢大方坯连铸工艺研究

针对合金大方坯连铸机生产轴承钢时存在的质量问题，在低铝洁净钢试验基础上，进行了钢液过热度、拉速及二次冷却强度对轴承钢连铸坯质量影响的研究及此钢与模铸轴承钢的质量对比试验。结果表明，采用钡合金处理钢液、低过热度，低拉速和弱冷却连铸工艺可使连铸轴承钢的疲劳寿命满足优质轴承的考核寿命要求。     

连铸水口结瘤机理探讨及防止措施

1 水口结瘤机理 水口结瘤是由于钢水中的高熔点夹杂物,如Al_2O_3、Cr_2O_3、MgO、CaO、siO_2、MnO等在水口壁上富集长大而造成的。水口结瘤的形成因素有: 1.1 钢液粘度 粘度是钢液的重要性质之一。在相同过热度的条件下,随钢种而异,含Si高及含Cr、Ti等元素的钢种,粘度较一般钢种大,因为这些     

板坯结晶器内流场作用下钢液传热凝固的数值模拟

以钢厂230 mm×2 150 mm板坯连铸机为研究对象,通过三维数值模拟分析了拉坯速度(0.8～2.3m/min)、水口浸入深度(100～200 mm)、铸坯宽度(1 100～2 150 mm)对结晶器内流场作用下的钢液传热、凝固特征的影响。结果表明,拉坯速度等参数变化不会改变结晶器内钢液流动的基本特征,但会显著影响到结晶器内窄边坯壳的发育状况。水口浸深、铸坯宽度和拉坯速度的变化对于结晶器熔池液面钢水过热度也有不同程度影响:小断面,大拉速和水口浸入深度较小时熔池液面过热度较大,最大达6.2 K。     

实现低过热度浇铸的关键以及与之配套的技术

<正>实现低过热度浇铸的关键是:a.控制钢中夹杂物,防止低过热度浇铸过程的水口结瘤。b.准确控制连铸过程中间包钢水温度稳定。c.炼钢-连铸生产节奏的稳定控制。为控制钢中夹杂物的组成,普遍采用钙处理技术,但当钢中硫含量较高时,易形成Ca S夹杂物导致水口结瘤,并且钙处理形成的点状夹杂物对某些钢十分有害。而采用低铝洁净钢技术可实现提高洁净度和优化夹杂物     

多孔水口对轴承钢280 mm x325 mm铸坯结晶器钢液流场和温度场的影响

采用数值模拟的方法对比分析了直通式、四孔式以及五孔式水口对GCr15轴承钢280 mm×325 mm坯连铸结晶器内钢液流场和温度场的影响。结果表明,当前常用的直通式水口对坯壳无冲刷,利于坯壳均匀生长,但钢液冲击深度大,在弯月面处速度小,不利于大方坯质量的提高。当采用四孔水口时,钢液热中心上移,钢液面处温度可提高8℃,钢液向上漩流增强,有利于降低结晶器内钢水过热及保护渣的熔化,但由于钢液对结晶器宽、窄面坯壳的冲刷致使冲击区域附近坯壳出现不同程度的零增长区域。当采用五孔水口时,除了钢液热中心上移,钢液向上漩流增强,由于侧孔钢液流速减小,对坯壳的冲刷减小,有利于保护渣的快速熔化、过热度的快速降低,坯壳的均匀生长,显著提高大方坯的质量。     

提高方坯连铸机作业率的实践

通过分析影响方坯连铸机作业率的各因素,制定塞棒与水口的装配原则,优化各钢种保护渣理化指标及结晶器电磁搅拌的电流参数,稳定钢液过热度等措施,减少了影响连铸机实际作业率的寨棒失控及溢漏钢等断流事故,从而提高了连铸机的实际作业率.     

舞钢连铸板坯皮下气泡缺陷的成因分析与控制

对舞钢生产连铸板坯的皮下气泡缺陷进行分析,发现气泡形状、位置以及产生原因与钢液气体含量、过热度、辅料含水量、浸入式水口形状及插入深度等因素有关.通过一系列工艺优化措施,例如提高过热度达标率、控制辅料含水量、优化浸入式水口形状和插入深度、改善结晶器保护渣透气性,将铸坯皮下气泡缺陷发生率降低30％以上.     

Control of Equiaxed Crystal Ratio of High Carbon Steel Billets by Circular Seam Cooling Nozzle

 A circular seam cooling nozzle and its online control system have been developed to reduce the center segregation in high carbon steel billets by decreasing the superheat of the molten steel and improving the equiaxed crystal ratio based on the numerical results. An industrial experiment has been carried out on a 150 mm×150 mm caster to investigate the effect of the circular seam cooling nozzle on the superheat removal of the molten steel. The results show that the circular seam cooling nozzle can be used to control the casting temperature in a closed loop control system. The online control system can be effectively adapted to the variation of operating parameters. The casting lasts about 4 h and about 400 t steel is successfully produced in a continuous operation. The removal of about 14 ℃ superheat and the improvement of approximate 10% equiaxed crystal ratio can be achieved by the newly developed circular seam cooling nozzle.     

降低过热度对方坯凝固组织的影响

结晶器内钢液过热度的降低可以促进柱状晶向等轴晶的转变和提高等轴晶率,从而有利于铸坯组织的均质化。基于上述原理,设计和制造了可用于降低钢液过热度的冷却水口,并在方坯连铸机上进行了工业试验,分析了低过热度技术对方坯凝固组织的影响。结果表明:采用冷却水口以后,结晶器内钢液过热度的下降幅度可达14℃,铸坯的等轴晶率提高了8%~24%,中心偏析和缩孔严重程度有所降低。     

小方坯角部纵裂漏钢的成因与控制

由于方坯角部纵裂漏钢事故频繁,通过分析漏钢的特点和机理,认为造成小方坯角部纵裂漏钢的主要原因是结晶器倒锥度小、结晶器液面波动及中间包过热度大、结晶器冷却水质差。通过采用铯137液面自动控制系统,将结晶器倒锥度增大为每米0.8%～0.9%,控制中间包过热度不大于30℃,改善冷却水质,保证浸入式水口对中等措施,降低了角部纵裂漏钢的次数,使铸坯合格率达到99.95%。     

Production of rapidly solidified metal powders by water cooled rotating disc atomisation

Abstract

In this study production of rapidly solidified metal powders by water cooled rotating disc has been investigated. A rotating disc was cooled by water which was not in contact with the molten metal and the produced powders during atomisation. This method is an effective process to produce rapidly solidified powders and ribbons.

Tin, lead, aluminium, zinc, and AA 2014 aluminium alloy powders and ribbons were produced using different types of discs. Parameters such as disc rotation velocity, disc shape, diameter of liquid metal stream, and superheat were investigated. The results showed that increasing disc rotation velocity, decreasing liquid metal stream diameter, and increasing superheat resulted in finer particles as expected.

Different types of discs such as flat, flat with fins, and cone with fins were used to investigate the effects of the disc geometry. Performance of the flat type disc with rectangular fins was better than that of the others.

Metallographic examinations showed that estimated cooling rates of atomised AA 2014 powders were between 10⁴–10⁵ K s^-1 depending on particle size. With the ribbons cooling rates were relatively higher, of the order of 10⁵–10⁶ K s^-1.     

同质冷却水口的试验研究和传热分析

 为实现低过热度浇注，开发了一种冷却水口。在不同长度和出口直径的条件下分别进行了多组浇钢试验和数值模拟计算。比较了2种长度、3种不同出口直径水口的浇注结果和计算结果。得到实现低过热度浇注的最佳工艺条件为水口长190 mm，出口直径为20 mm，在浇注平衡时热流为1224 MW/m2。     

Analysis of flow field and temperature distribution in compact strip production casting process

Abstract

A three-dimensional finite difference model has been formulated, using the commercial code CFX4, to describe the fluid flow and heat transfer in the funnel mould and secondary cooling segment of the compact strip production (CSP) casting process. Through simulation and computation with the established simulation model, influences of the factors such as casting speed, casting superheat, immersion depth of submerged entrance nozzle, amount of cooling water in the secondary cooling segment on flow field and temperature field in the funnel mould and secondary cooling segment of CSP technology were analysed.     

优化连铸工艺改善SWRH82A钢150 mm x 150 mm 铸坯中心碳偏析实践

 为了减轻SWRH82A钢150 mm x 150 mm铸坯中心碳偏析,进行了拉速(1. 9 ~2. 3 m/min)、二冷比水 量(0. 75 ~ 1.24 L/kg)、过热度(25 ~38 °C )、结晶器电磁搅拌强度(300 - 350 A)和末端电磁搅拌强度(300 - 470 A) 连铸工艺参数试验。结果证明,合理控制拉速1.9-2.0 m/min,钢水过热度25°C 左右、比水量为1. 01 I7kg、结晶 器电磁搅拌强度为350 A/3 Hz、末端电磁搅拌强度为400 A/7 Hz时,铸坯中心碳偏析指数可以得到大幅改善,由原 来的1.21降为1.05。     

316H不锈钢铁素体的形成与控制

 为了提高316H不锈钢中厚板在钠冷快堆高温、强中子辐射环境下的质量稳定性,要求其残余铁素体面积分数不大于1%,而316H不锈钢中厚板的残余铁素体面积分数在常规工艺下为2%~8%。为了满足该要求,首先根据相图分析优化了316H不锈钢中C、Cr、Ni、Mo、N等元素含量,将其铬镍当量比控制到1.3以下,使其平衡态组织下铁素体面积分数小于7%。此外,根据相变过程,在凝固初期应快速冷却使钢水快速通过δ相区,尽可能少析出δ铁素体;在钢水快速通过δ相区后,应减缓冷却速度,使析出的铁素体尽可能多地通过包晶反应和高温扩散转变为奥氏体。因此,为了在316H连铸过程中实现这一目标,将钢水过热度从(45±5) ℃降低到(35±5)℃,铁素体面积分数最高由15%以上降低至10%附近;结晶器冷却水强度由2 700 L/min提高至3 000 L/min可以继续使铁素体面积分数从10%降至7%;最后再将二冷水比水量由0.75 L/kg降低至0.55 L/kg,整个连铸坯断面铁素体面积分数可全部降低至7%以下。通过连铸生产过热度、结晶器冷却强度、二冷水配水量3个工艺参数分步骤调整后得到的较低铁素体含量,连铸坯轧制成的钢板依然不能满足技术要求,需要将铸坯进行均质化处理,通过不同保温温度与保温时间的交叉试验,获得了最佳的均质化工艺,即1 250 ℃保温24 h,基本消除铸坯内残余铁素体组织,实现了残余铁素体面积分数不大于0.1%的316H中厚板的高效生产。     

节铬型铁素体不锈钢连铸板坯凝固过程热模拟

连铸板坯凝固传热主要在厚度方向进行,这造成了连铸坯大部分区域由侧面向中心凝固,因此可以近似地用非稳态定向凝固进行热模拟。利用自主研发的水平式连铸坯枝晶生长热模拟装置研究了新型节铬铁素体不锈钢连铸坯凝固组织,以期在工业生产前预测连铸工艺对其凝固组织的影响。热模拟试样热端温度采用连铸坯心部冷却曲线进行控制,并通过调节冷却水流量控制热模拟试样冷端的冷却强度,从而实现由冷端向热端的非稳态定向凝固。实验发现过热度和冷却强度对热模拟试样的等轴晶率及其平均晶粒尺寸影响不显著,但大的冷却强度会导致柱状晶长度增加。