连铸工艺参数对薄板坯热应力的影响

采用ANSYS软件对薄板坯连铸机漏斗型结晶器内钢液的凝固过程进行模拟,分析拉坯过程中坯壳的热应力状况,并引入了成裂指数的概念.研究表明,当拉速为4.0 m/min,过热度在14℃时,铸坯越接近结晶器出口时,裂纹越易产生于坯壳宽面中心位置;过热度对薄板坯在结晶器内热应力场的分布影响不大;在钢液凝固初期,适当提高拉速有利于减少角部产生裂纹的可能性.     

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．     

薄板坯连铸及其铸坯表面缺陷的形成机理

薄板坯连铸连轧技术已成为了钢铁冶金技术发展的主要趋势之一,但薄板坯连铸具有拉速高、凝固速度快、铸坯宽厚比大等特点,使得铸坯容易出现表面夹渣、表面裂纹等缺陷,而这些铸坯表面缺陷问题的产生与结晶器流场、温度和热流分布有直接的联系。因此,对薄板坯连铸结晶器内高温动态行为进行系统地概述,并在此基础上分析了铸坯表面缺陷的形成机理。研究表明,薄板坯连铸结晶器内钢液流动更加紊乱、涡流速度更快,这不利于夹杂物的上浮,且容易导致卷渣的发生,增大铸坯表面夹渣缺陷产生的可能。此外,在钢液湍流和涡流的作用下,铸坯内温度分布不均,加上在高拉速下结晶器内热流更大,这使得铸坯表面更易产生裂纹缺陷。     

理想薄板坯连铸结晶器内腔宽面部分曲面的获得

薄板坯连铸机结晶器内腔宽面通常由若干简单几何曲面拼接而成,使铸坯坯壳在结晶器内自上而下移动过程中承受较大的非均匀变形,从而在铸坯坯壳内产生"弯"、"扭"、"剪"应力.理想的薄板坯连铸机结晶器内腔宽面应该具有三个几何特征,即满足薄板坯连铸基本生产工艺几何尺寸和形状要求;曲率连续、曲率变化率最小;考虑铸坯坯壳受到冷却作用而凝固收缩的影响因素.本文详述了邯钢理想薄板坯结晶器内腔宽面部分曲面的获取过程.     

本钢FTSC生产SPA—H钢的工艺技术研究

采用薄板坯连铸机（FTSC）生产SPA—H钢，通过化学成分控制、温度制度调整、结晶器保护渣选择和连铸二冷水调试等，解决了FTSC铸坯纵裂问题，表面质量和内部质量合格，FTSC铸坯板材性能优于常规铸坯轧材，FTSC已能批量生产SPA—H钢。     

结晶器内钢液凝固的边界元法分析

本文通过克希霍夫变换把结晶器内钢液凝固的非钱性控制方程变成钱性控制方程,用边界元法对线性方程进行数值求解。以天津钢厂超低头板坯连铸机为例,计算了结晶器内铸坯的温度分布和铸坯坯壳的厚度。计算结果同实验结果及其它数值方法的计算结果接近。     

拉速液位与结晶器出钢温度的关系研究

结晶器液位和铸坯拉速可直接影响结晶器内钢液温度.本文基于数值模拟和钢液凝固机理,建立起结晶器内钢液液位和铸坯拉速对其出钢口处钢液截面平均温度和坯壳温度的制约关系.仿真结果表明,所建立的关系模型能够反映结晶器出钢口处坯壳表面温度的动态变化,及间接地预知坯壳厚度目的.     

薄板坯连铸凝固状态分析与结晶器长度设计

推导了薄板坯连铸过程中钢液在结晶器内的凝固传热有限元方程，开发了钢液凝固状态及温度场分布的模拟分析软件，探讨了拉坯速度及结晶器长度对结晶器出口坯壳厚度的影响。     

本钢薄板坯连铸SK85高碳钢的生产实践

薄板坯连铸机主要产品为硅钢、低碳钢、耐候钢、低碳合金钢、中碳钢等，为了调整薄板坯产品结构而开发新钢种，试生产了SK85高碳钢并一次成功完成浇铸，填补了产品结构空白。根据高碳钢的钢种特性，结合薄板坯生产线的设备和工艺特点，对高碳钢结晶器保护渣性能、软压下和二冷强度进行了优化，消除了结晶器内铸坯黏结情况以及铸坯表面横裂纹缺陷，为后续连轧提供了合格铸坯。     

基于ANSYS的45~#钢结晶器内温度场模拟

以包钢薄板坯连铸结晶器内的45~#钢为研究对象,利用ANSYS有限元软件建立二维非稳态传热模型。研究了在不同拉速和过热度条件下,铸坯在结晶器出口处温度和坯壳厚度变化的情况。结果表明:拉速增大时,结晶器出口处的温度升高、坯壳厚度变薄,且坯壳厚度的变化曲线和Hanno提出的定律相一致;同样,过热度增大时,结晶器在出口处的温度也升高,过热度对角部坯壳厚度影响作用明显。通过有限元计算,给出了结晶器出口处铸坯温度分布和坯壳的厚度范围,分析了其影响因素,这为其他凝固坯壳厚度在线无损检测提供参考数据。     

板坯连铸结晶器摩擦力在线检测试验研究

结晶器与铸坯间的润滑和摩擦行为是影响铸坯质量及连铸顺行的重要因素。以板坯连铸为对象,开展结晶器摩擦力在线检测试验研究,考察液位波动、更换水口、在线调宽与异钢连浇过程中摩擦力的反应和变化趋势,测试并分析了开浇、拉速上升和降低等不同条件下摩擦力的波动规律和特征,为把握和控制结晶器内复杂润滑与摩擦行为提供试验依据。     

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。     

控制高强度含铌连铸板坯表面横裂的生产实践

表面横裂是高强度含铌连铸板坯较常见的表面缺陷之一,是导致铸坯轧后钢板表面出现结疤质量缺陷的重要原因。2007年以来,河北钢铁集团邯钢公司第三炼钢厂采用先进的结晶器液压振动台提高振动精度,提高了板坯连铸机扇形段装配精度,解决了多项设备漏水问题,优化了铸坯矫直区配水,成功解决了高强度含铌连铸板坯表面横裂质量问题。     

二冷电磁搅拌下板坯连铸机内流动和凝固行为

二冷电磁搅拌(S-EMS)是板坯连铸生产中重要的电磁冶金技术。采用数值模拟方法研究了二冷电磁搅拌对板坯连铸机内钢液流动和凝固的影响。数值结果表明,二冷区电磁辊产生的磁场主要集中在电磁辊附近。二冷电磁搅拌对结晶器钢液的流场影响不明显,对二冷区凝固坯壳的厚度影响也不明显。当上下两对电磁辊的电流方向相反时,二冷区流场呈三环式;当上下两对电磁辊的电流方向相反时,二冷区流场呈双蝶式。     

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。     

薄板坯连铸中碳钢SS400纵裂原因分析及控制措施

通过对唐钢薄板坯连铸中碳钢SS400纵裂产生原因进行分析,提出了优化保护渣性能、结晶器水量和铜板厚度相匹配等纵裂控制措施.通过采取这些技术措施,使薄板坯纵裂缺陷得到了有效控制.     

连铸板坯角部纵裂原因分析及控制措施

针对双流板坯连铸机提拉速至1.4~1.5 m/min后,铸坯角部裂纹发生率升高的问题,通过对纵裂试样进行化学成分分析,对纵裂处进行金相显微镜组织观察、扫描电镜及能谱分析,同时结合水模拟试验对角部裂纹的形成机理进行研究。结果表明,裂纹两侧有大量氧化圆点,纵裂在结晶器内产生;通过对结晶器冷却水水量进行优化、控制合理的结晶器倒锥度及结晶器通钢量等措施,减少了连铸坯角部纵裂现象的发生。     

VUHZ检测控制系统在ESP产线的应用

结晶器钢水液位检测和控制是连铸机生产控制的核心环节之一,稳定的结晶器液位对提高铸坯内部和表面质量、避免保护渣及其他非金属夹杂物卷入、减少漏钢或溢钢等生产事故具有重要意义。尤其是高拉速、高通钢量的ESP薄板坯连铸机,其对液位检测和控制的精度要求更高。以往在ESP连铸机使用的结晶器液位传感器均为NKK系统,其具有成熟的应用经验。针对VUHZ液位检测系统首次在ESP连铸机上的应用,通过优化系统控制参数、信号补偿、冷却水系统等解决了影响VUHZ传感器液位检测的问题。实践表明,在高拉速条件下,VUHZ系统液位控制精度及液位波动能够满足现场工艺生产要求。