超低头板坯连铸二冷喷淋系统的优化

为进一步提高超低头铸机板坯质量,通过对目前连铸二冷区现有喷嘴的冷态特性进行测试分析,研究了喷嘴的特性及布置.从喷嘴选型、喷嘴布置及电动阀选型方面进行了优化设计,实现了“弱冷”配水的均匀冷却,使铸坯矫直温度横向、纵向都控制在980～1 020℃,提高了铸坯二次冷却的效果.     

板坯连铸二冷喷嘴对冷却效果影响的研究

板坯连铸的二次冷却是影响铸坯质量的重要因素之一。针对邯郸钢铁股份有限公司第三炼钢厂出现的板坯质量问题,对二次冷却系统的喷嘴进行优化,达到改善铸坯质量的目的。研究探讨了二次冷却区喷嘴型号的选型以及影响喷嘴冷却效果的因素。在此研究基础上,实际生产中采用了合适的喷嘴类型、布置方式及合理的水量后,铸坯的中心偏析得以改善,等轴晶率明显提高。     

板坯连铸机二次冷却均匀性的分析与优化

针对某厂连铸板坯裂纹频繁出现的问题,结合连铸机的喷嘴布置特点,在测试分析铸机喷嘴的喷淋冷却特性的基础上,以Q235G钢为对象,考虑板坯宽度方向二冷水流密度分布状态,采用数值仿真方法模拟计算了200 mm×1350 mm连铸坯的凝固壳生长形貌及铸坯表面内弧温度分布。研究表明:板坯铸机二冷前期足辊段与零段原喷嘴布置及水流密度分布不合理,提出了调整喷嘴靶距改善板坯宽度方向冷却强度分布均匀性的解决方案,实现了凝固坯壳的均匀生长和温度的均匀分布,有效减少了铸坯裂纹。     

喷嘴布置方式对中厚板坯连铸二次冷却效果的影响

研究了铸机矫直区现行喷嘴布置对板坯冷却效果的影响,并在喷嘴自动化测试平台上进行一系列喷嘴的组合实验,从喷嘴流量、喷射高度和水压三个方面探讨了相邻喷嘴喷淋水重叠度与水量在板坯宽度方向分布均匀性的关系.在此基础上,对现行的二次冷却系统提出了优化方案.实验结果表明,优化后,铸坯角部横裂基本消除,铸坯中心偏析从B类1.0减轻至C类1.5,其等轴晶比例提高了4.1%,明显地改善了铸坯的内部质量.     

宝钢分公司4#连铸机二次冷却技术的特点

从工艺、设备和控制等方面介绍了宝钢分公司4#板坯连铸机二次冷却的特点.工艺特点:新的控制方法消除了间隙喷水,喷淋宽度随板坯宽度变化,冷却区数量及回路数量增加,窄边喷淋区长度增加,几乎全部采用气水冷却喷嘴等.设备特点:采用了改进型喷嘴,边部喷嘴动态关闭功能,优化设计了二次冷却的管路等.控制特点:有3种二次冷却控制的方式;优化了水量随拉速变化;采用二维的凝目模型,可监视边角部、宽度1/4处的温度、坯壳厚度和固相率等.     

连铸二冷区喷嘴布置方式优化方法

对现有连铸二冷区喷嘴布置进行分析,根据布置优化原则提出采用喷嘴水流密度数值叠加的方法,在拉坯方向和铸坯横断面方向上对喷嘴布置方式进行优化.其中,在铸坯横断面方向上,考虑了横向水流密度分布的不均匀性对铸坯凝固过程的影响,建立二维铸坯传热数学模型,仿真得到不同位置的铸坯断面凝固形貌,并比较了优化前后铸坯温度分布、凝固情况和铸坯质量.结果表明喷嘴布置方式优化后,二冷区铸坯在拉坯方向和断面方向上喷淋水区域内均匀冷却,周期性温度回升变小,表面温度能够均匀下降,保证了较好的铸坯内部质量.     

板坯二冷区喷嘴布置的数值模拟分析及优化

  在板坯连铸中,二冷区的喷嘴布置对铸坯的凝固冷却有重要影响。通过建立的三维稳态传热凝固模型对不同喷嘴布置下铸坯的冷却情况进行了模拟分析。通过优化喷嘴布置,消除了铸坯横断面“眼镜形”双热节现象,铸坯凝固情况得到改善。模拟结果与现场情况符合较好,证明了模型的可靠性及实用性。     

二冷喷嘴类型和布置对板坯质量的影响

对南钢超低头板坯连铸机使用的二冷喷嘴性能测试表明 ,扁平喷嘴喷射水流分布均匀 ,而圆形喷嘴喷射水流分布不均匀 ,易造成板坯侧面凹陷和三角区裂纹。根据二冷仿真软件模拟 10 0 0mm× 180mm板坯冷却过程 ,得出改进工艺模型 :在板坯侧面全部采用扁平喷嘴 ,并将板坯正面喷嘴间距由 2 2 5～ 30 0mm改为180～ 2 0 0mm。应用结果表明 ,生产板坯的优质品率由 86 32 %增至 92 2 2 %。     

圆坯铸机二冷气雾改造及工艺优化

介绍了圆坯铸机二次冷却气雾改造的设计过程。解放了水喷嘴易堵、冷却参数与喷嘴不匹配和冷却不均匀等问题。通过改造,稳定并提高了铸坯质量。     

喷嘴在连铸坯二次冷却过程中的应用和发展

根据喷嘴在二次冷却区的作用，分析了喷嘴的冷、热态特性、喷嘴布置以及冷却水控制等因素对铸坯冷却效果的影响，同时介绍喷嘴在连铸机上使用现状和高效连铸机对二冷技术的新要求。     

连铸板坯二冷高温区传热均匀性研究与优化

在板坯连铸过程中,二冷区传热的均匀性对铸坯表面与内部质量均有重要的影响。首先对国内某钢厂二冷各区的喷嘴进行了喷淋性能测试,根据各冷却区喷嘴的布局及2 000 mm×250 mm断面包晶桥梁钢板坯连铸生产过程的各区水量分布,建立了铸坯三维凝固传热有限元计算模型,模拟分析了铸坯在二冷区内的动态凝固传热行为。在此基础上,优化调整了连铸二冷高温区的喷嘴布局。结果表明,某钢厂原二冷区喷嘴布局条件下,其高温区的铸坯表面温度沿其横向波动较大。典型生产工艺下,二冷4区出口处的铸坯宽面表面横向温差最大,即距角部313 mm处的宽面表面温度最高为1 073 ℃,而距角部873 mm处的宽面表面温度最低为996 ℃,温差达77 ℃。而当铸坯进入二冷弧形区时,铸坯表面的横向温度分布逐渐趋于均匀。将二冷2区的喷嘴安装高度由距铸坯表面170提升至200 mm、3区和4区的喷嘴安装高度由距铸坯表面200提升至240 mm,可使铸坯在高温区内的表面横向温差最大值降至30 ℃以下,大幅改善铸坯表面温度分布的均匀性。     

喷嘴喷淋距离对连铸小方坯二冷均匀性的影响

研究了不同喷淋距离下连铸小方坯二冷喷嘴的水量分布,建立了凝固传热模型分析了82B钢连铸坯的热行为。该模型特别考虑了二冷区铸坯表面宽度方向的水流密度分布,并根据铸坯表面测温结果进行了模型校正。采用凝固传热模型研究了喷嘴喷淋距离对连铸二冷均匀性的影响。结果表明:喷嘴喷淋距离的增加有助于提高二冷水横向分布的均匀性,导致铸坯表面温度横向均匀性降低、纵向均匀性提高。这些效果有助于改善铸坯内部裂纹,但是会对角部裂纹产生不利影响。在二冷区前段喷嘴采用低喷淋距离,二冷区末段采用高喷淋距离,既可以提高铸坯角部温度,又能降低表面最大回温速率,有助于同时改善连铸坯角部和内部裂纹。在此基础上,提出了一种连铸小方坯二冷喷嘴布置方式,即二冷区每段喷嘴喷淋距离沿拉坯方向逐渐增加,该方法有助于提高连铸坯“纵?横”冷却均匀性。      

连铸板坯三维二冷动态配水与精准压下研究与应用

在现有工艺条件下,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,开发三维二冷配水模型,解决目前设备状况下冷却水分布不均匀对铸坯温度的影响,从而控制铸坯表面质量,特别是铸坯的角部裂纹,同时对板坯连铸二冷配水制度进行改进和优化,使之满足高效连铸生产条件和改善铸坯质量的需要。提出压下参数计算公式,结合所开发三维二冷配水模型,优化现有压下工艺,提出并应用精准可控单段压下、非稳态压下控制,集中解决连铸板坯中心偏析、中心疏松和缩孔等内部质量问题。同时优化模型数据库,使之数据更加完备,模型计算更加准确,同时模型具备异钢种混浇过程二冷及压下控制功能,能够进行凝固终点W形预测与控制,可进一步提高模型适用性和准确性。模型开发并成功在多家钢厂现场应用,有效改善了铸坯裂纹和偏析等铸坯表面和内部的质量问题。      

LPC模型在动态轻压下控制中的应用

主要介绍攀钢2#连铸机二级过程计算机系统中的一个重要模型———LPC模型,它在连铸生产过程中实时计算板坯的温度分布情况,并完成板坯的切片跟踪,为轻压下提供温度参数,为二次冷却水的优化喷水提供温度参数。模型系统的应用,改善了铸坯内部质量,使连铸机能适应多类钢种的浇铸,提高了连铸机作业率,为实现高效连铸起到了重要作用。     

连铸二冷喷淋喷嘴分布配置的研究

根据连铸坯的凝固传热规律,采用数学解析法,推导出二冷喷淋区某喷淋冷却段内的喷嘴分布配置方法,使喷淋冷却段内的喷淋水量分布与连铸坯的凝固传热特性相适应,以进一步改善铸坯质量。     

板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....     

板坯连铸提高拉速工艺研究与实践

对首钢二炼钢板坯铸机提高拉速的工艺进行了研究。为适应1．2～1．3m／min拉速条件下稳定正常的生产,对结晶器冷却水量、浸入式水口参数、二冷比水量、振动参数、保护渣性能指标进行了调整,最高拉速达到了1．4m／min。研究了拉速变化对结晶器热流密度的影响、提高拉速后对结晶器铜板温度的影响、矫直区铸坯表面温度变化、保护渣耗量的变化等。通过采取以上措施,与0．8m／min拉速情况对比,铸坯表面纵裂发生率维持在同一水平,含铌的微合金钢种一检合格率显著上升,铸坯内部质量维持在同一水平。板坯双流铸机改为单流铸机后,由于拉速的提高,板坯月产量达到了9．5万t,达到了双流铸机的产量水平。     

不同角部形状特厚矩形坯凝固传热及应变数值模拟

 为了更加有效控制和减少连铸坯的角部横裂纹质量缺陷,根据其形成的机制,针对两种新型铸坯模型,即圆角和倒角模型进行研究。通过建立特厚连铸矩形坯在凝固过程的传热模型并进行数值模拟,得到铸坯在凝固过程沿拉速方向上温度场和坯壳厚度的分布规律,并在此基础上建立热力耦合模型,分析铸坯的应力变化,讨论了产生裂纹的可能性。研究结果表明,通过对比传统直角模型,得出圆角和倒角模型对铸坯角部温度场和应力场两个方面的分布状况都有改善,即新铸坯模型角部温度在连铸矫直段有效避开了钢的高温脆性区,同时降低了铸坯角部的应力值,减小了角部裂纹产生的可能性。