薄板坯连铸液芯压下技术

介绍薄板坯连铸芯压下技术原理,压下厚度的确定方法及不同压下技术的特点。认为液芯压下厚度必须小于铸坯产生内部裂纹的最大压下量,压下后的叠加应变低于产生裂纹的临界应变。压下位置和压下量通过液芯计算、钢种与操作参数确定。     

液芯锻造过程分层模型仿真分析

采用锻造模拟软件Deform-2D,建立了含有固态区、半固态区和液芯区3部分区域的液芯锻造分层模型,计算得到了压下速率为20 mm·s^-1、相对压下量为30%时,含有液芯钢锭的温度场的模拟结果,以及等效应力、等效应变随相对压下量变化的曲线,获得了不同相对压下量和坯壳厚度下的固态区、半固态区和液芯区3部分区域的金属流动规律。模拟结果表明:在相对压下量相同的条件下,半固态区受力越大,其变形进行得越充分;钢锭的变形主要由液芯区来承担,这有利于去除大型锻件的芯部缺陷;坯壳厚度越大,钢锭所需的变形力越大。     

在不锈钢连铸薄板坯生产中应用液芯压下技术的探讨

分析了连铸条件下不锈钢的凝固特性 ,结合薄板坯连铸生产中的液芯压下技术特点 ,对采用液芯压下技术生产不锈钢的可能性及其对铸坯质量的影响进行了探讨 ,指出国内不锈钢薄板坯生产采用带液芯压下技术的连铸连轧技术具有重大技术经济价值     

连铸坯液芯压下工艺

液芯端部微压下工艺能够减轻铸坯中心偏析，微压下量由消除偏析和防止裂纹产生两个因素决定。中厚板坯高速连铸机采用液芯压下工艺可实现薄板坯连铸，为了防止内部裂纹产生，在凝固初期进行压下是有效的。     

连铸板坯轻压下过程中的压下效率分析

通过对连铸板坯的轻压下过程分析,推导出了可全面反映压下效率的理论计算式,考察了压下量与液芯厚度对板坯压下效率的影响规律.结果表明;在相同液芯厚度下,当压下量小于2.3 mm时,压下效率随压下量的增加而增加;压下量大于2.3 mm时,压下效率不受压下量影响,保持某个定值;相同压下量下,压下效率随液芯厚度的增加而线性增加;当压下量大于2.3 mm时,压下效率η与液芯厚度h满足关系式: η=-0.00902 0.01155h.     

特厚板坯单辊重压下铸坯温度与应力的分析

为获得特厚板坯重压下过程中不同压下量对铸坯温度、应力及应变的影响,从而评估铸坯出现角部以及内部裂纹的倾向,使用板坯连铸二冷软件建立了连铸过程特厚板凝固传热模型,并借助Abaqus有限元软件建立了特厚板单辊重压下应力应变模型,对连铸重压下过程中特厚板温度分布以及应力应变行为进行了数值模拟研究。结果表明,重压下会导致铸坯表面降温,中心温度降幅约为角部的1.4倍。铸坯的应力分布在厚度方向上沿中心呈现出对称性,应力由内、外弧向中心递减;角部区域温度最低,应力最大;压下量从5增加到30mm,铸坯角部最大应力从84增加到170MPa,角部裂纹倾向增加。压下量在5~30mm内,铸坯凝固前沿的最大等效塑性应变均小于临界应变,所以铸坯不会出现内裂纹。     

薄板坯连铸工艺液芯压下的有限元分析

简要介绍世界几种主要薄板坯连铸工艺。着重叙述应用大型通用商业软件MSC.MARC。模拟液芯压下时铸坯的变形，确定最佳压下方案的有限元分析，液芯压下应该在结晶器出口处及二冷区扇形段开始部分进行，这样能减小铸坯的应变。     

压实轮压下量对宽铜带连续挤压过程的影响

利用DEFORM-3D软件,对宽铜带连续挤压的压实轮压下过程进行数值模拟,获得坯料在不同压下量下的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩的分布情况.结果表明:在同一压下量下,坯料的等效应力和等效应变在压实轮压下过程中都逐渐增加;当金属进入到轮槽内并与挡料块接触间,坯料的等效应变保持不变,而等效应力则急剧降低;当金属流人到腔体内时,坯料的等效应变又急剧增加.随着压下量增加,在整个连续挤压过程中坯料的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩都增加.通过点的跟踪分析和挤压轮扭矩分析可知,压实轮压下量为6 mm时更适合宽铜带连续挤压.     

马钢薄板坯连铸液芯压下系统拓展简介

马钢薄板坯连铸连轧是目前世界上最先进的热轧板卷生产线之一,其连铸机设计为4个扇形段,使用了液压液芯压下技术。对涉及的部分理论、软件修改及应用效果进行了分析,通过对扇形段控制系统进行改造,成功实现了铸坯从90 mm到60 mm的液芯压下。重点介绍液压液芯压下系统组成、工作原理、功能拓展及应用。     

平行板型薄板坯连铸结晶器中钢液流动、凝固及溶质分布的三维耦合数值模拟

针对薄板坯平行板型连铸结晶器，建立了Fe—C二元合金紊流流动、凝固及溶质传输的三维耦合数学模型；并与水口模拟计算相结合，计算、分析了薄板坯平行板型结晶器内钢液的紊流流动、凝固及溶质分布．计算结果表明，由于薄板坯厚度尺寸限制，钢液液流冲击深度相对传统板坯明显减小，出水口射流对窄壁的冲击减弱，而对铸坯宽面的冲刷加强．出结晶器后，钢液流动变为向下的均匀平推运动．在结晶器出口处，由于钢液流动、凝固及溶质传输的相互作用，使得铸坯宽面靠近窄壁处的凝固壳厚度最薄，并在此处产生溶质分布强烈变化，易导致拉漏缺陷．     

EMBr对高拉速薄板坯钢水动态行为影响的模拟

在高拉速薄板坯的生产工艺研究中,结晶器内钢水流场是决定坯壳均匀性、液面卷渣概率等铸坯质量问题的关键因素。EMBr能够显著改变钢水流场,是改善这些问题的关键工艺技术。因此,对结晶器内钢水流场的模拟、分析与优化是必不可少的工作。以往的研究中,相关的数据与理论指导较少,针对薄板坯无头轧制产线,高拉速连铸机的分析与研究更鲜有报道。因此基于该高拉速连铸机,采用数值模拟方法获得了结晶器内不同电磁制动电流强度的磁感强度分布。采用电磁与多相流耦合模式,针对不同磁感强度条件下的结晶器钢水流场分布与液面形貌进行了仿真模拟,并分析了电磁制动对液面波动的影响。结果表明,基于固定的工况环境,电磁制动电流值为175 A时钢水流场分布均匀,钢水液面流速相对最低,最高流速约为0.6 m/s,同时液面高度差与剪切角相对最小。该条件最有利于减少因坯壳不均或液面卷渣造成铸坯缺陷的概率。电流值225 A相比125 A时,钢水液面位置磁感强度仅提高0.02 T,液面到达稳定时间仅缩短约1 s。因此存在综合评判下的最优电流值。     

拉速对薄板坯连铸过程中流场、温度场及溶质偏析的影响

针对薄板坯连铸过程中的动量传输、热量传输及溶质传输过程，建立了一个三维三场耦合数学模型。模拟计算了薄板坯连铸过程中的紊流速度场、温度场及溶质场分布，计算分析了拉速变化对三场及凝固过程的影响。结果表明，提高拉速显著增强了铸坯内钢液的紊流流动，改变了温度场形状及溶质浓度的分布。提高拉速导致铸坯上表面钢液流速加快，增加了弯月面的波动，使得射流对窄壁的冲击力变大、凝固坯壳变薄，并有减小溶质偏析的趋势。     

薄板坯连铸结晶器技术及钢种开发的几个问题分析

薄板坯连铸结晶器是薄板坯连铸技术的核心，通过对薄板坯连铸结晶器内钢水的流动、传热以及凝固壳的收缩和变形行为的研究，分析了连铸坯几种典型裂纹缺陷的形成原因；并结合实验室和生产实践，对薄板坯连铸连轧生产冷轧基料用B微合金化钢、电工钢、V—N微合金高强度钢等的工艺特性以及钢材性能进行了分析。文章分二次发表，本次发表的内容是关于薄板坯连铸结晶器的相关技术及板坯典型裂纹的分析。     

薄板坯连铸液芯压下工艺研究进展

薄板坯连铸技术已应用于冶金生产并取得显著效益。薄板坯连铸有两个主要核心技术；一个是曲面的结晶器，一个是液芯压下技术。文章介绍液芯压下技术及其在国内外的研究与应用情况，展望了该技术的基础研究路线和研究内容及应用前景。     

薄板坯连铸结晶器技术及钢种开发的几个问题分析(续)

薄板坯连铸结晶器是薄板坯连铸技术的核心，通过对薄板坯连铸结晶器内钢水的流动、传热以及凝固壳的收缩和变形行为的研究，分析了连铸坯几种典型裂纹缺陷的形成原因；并结合实验室和生产实践，对薄板坯连铸连轧生产冷轧基料用B微合金化钢、电工钢、V-N微合金高强度钢等的工艺特性以及钢材性能进行了分析。文章分二次发表，本次是上海金属2006—1期文章的续栽，内容是关于薄板坯连铸连轧典型品种的开发以及薄板坯连铸连轧技术的发展与展望。     

高拉速薄板坯连铸结晶器钢渣界面波动分析

为应对提高拉速薄板坯结晶器内钢液不稳定行为,以1 520 mm×90 mm薄板坯结晶器为研究对象,利用液面追踪技术VOF方法建模计算,对薄板坯钢渣界面进行了深入研究,实现了对薄板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算。并结合实际生产工艺,采用1∶1物理模型和数值模拟相互验证,分析了拉坯速度、浸入深度和保护渣黏度种类对结晶器流场及钢渣界面的影响。结果表明,当结晶器钢液面流速为0.20~0.25 m/s,且界面较平稳时,保护渣黏度高于0.237 Pa·s可以适用;当钢液流速为0.25~0.30 m/s,保护渣黏度为0.382 Pa·s时,现场低碳钢卷渣率小于0.5%,表现出良好的抗卷渣能力。     

水口浸入深度对CSP结晶器内流场的影响

为了解决高拉速生产条件下CSP板坯表面质量问题,利用数值计算软件FLUENT针对某厂CSP连铸机水口插入深度对结晶器流场及液面波动的影响进行了数值模拟研究。研究结果表明,不同的水口浸入深度结晶器内流场基本相同,增加水口浸入深度对结晶器流场影响不明显,水口浸入深度的大小直接决定了从水口流出的流股撞击结晶器窄面位置的高低,同时得出,当水口浸入深度从300、340增大到380 mm时,液面处最大流速分别为0.180、0.160和0.127 m/s;增大水口浸入深度,结晶器上回流对结晶器液面的扰动将减弱,对应的卷渣次数减少。