气体润滑技术在铝合金连铸中的应用

设计了一种新型气体润滑结晶器,在结晶器与初凝壳之间形成一层均匀稳定的气膜.设计思想是减少甚至消除凝壳与结晶器之间的摩擦,减少表面划痕及表面裂纹;同时在气膜存在的情况下,结晶器的横向散热大大减少,热量主要有二次冷却水带走,形成近似单向散热的条件,引锭过程中液穴平直,缩短初凝壳长度,提高铸坯的内外品质.利用新型结晶器对6063铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定情况下,连铸坯表面光洁,无冷隔,无皮下气孔和疏松.     

气膜软接触连铸技术的研究

通过试验和理论计算研究了气膜软接触连铸技术，发现气膜的连续性、稳定性对铸坯质量有重要影响，气体的背压随气体流量的增大而增大、随拉坯速度的增大而降低，这为进一步改进连铸工艺和结晶器的设计提供了试验依据。     

气膜对6063铝合金连铸坯中心裂纹及表面质量的影响

在6063铝合金连铸过程中使用气膜润滑技术,研究了气膜对液穴形状及铸坯表面质量的影响.结果表明,气膜可以有效改变液穴形状,使铸坯凝固过程中不可补缩区缩小,内应力和应变降低,消除了中心裂纹产生的诱因;气膜降低了结晶器的一次冷却强度,缩短了结晶器有效冷却长度,消除了冷隔及偏析瘤;同时,液体金属在气体的约束力下与结晶器内壁"软接触",减小了与结晶器间的摩擦,因此铸锭表面质量明显改善.     

工艺参数对气膜软接触连铸坯组织性能的影响

研究了气体种类、气体流量、拉坯速度等工艺参数对气膜软接触连铸坯组织性能的影响.结果表明:随气体流量的降低、拉坯速度的增大,铸坯的表面质量变差,宏观组织中的等轴晶比例降低,铸坯的皮下反偏析层厚度增大;气膜软接触连铸坯的力学性能明显高于传统DC连铸坯.     

铝合金电磁连铸技术的基础研究

研究在冷坩埚式结晶器外施加中频电磁场对铝合金连续铸造铸锭表面品质的影响，通过测量结晶器内的磁场分布确定了铝合金电磁连铸的基本工艺参数；研究结果表明，采用在结晶器壁开缝的方法可以有效的提高结晶器内的磁感应强度；当本工艺开缝数在12－18年条件下，磁场分布基本均匀，施加中频电磁场可有效地消除偏析瘤，明显地改善连铸坯的表面品质。     

连铸工艺操作：———第五讲 二次冷却的控制

已凝固的坯壳从结晶器转移到二次冷却时,热传递的条件将发生根本的变化,在上节中已详细地讨论了结晶器内坯壳的形成机理,要求铸坯在离开结晶器时,凝固的坯壳符合设计的形状,有足够的强度,并无裂纹。根据铸坯凝固热平衡的测定计算,若钢水总热焓为100％,连铸机内各区散热的比例为:结晶器     

软接触电磁连铸方坯结晶器的传热分析

概述了钢的软接触电磁连铸技术的发展现状及存在的问题.根据实际生产中软接触电磁连铸的结晶器的设计参数,通过建立凝固传热过程的数学模型,分析了钢液在切缝式软接触结晶器内的凝固过程.计算了结晶器水孔内水的流速、坯壳厚度、坯壳外壁的温度.计算了钢液在结晶器内单位时间放出的总热量和平均热流,并对结晶器各壁温度进行了校验,使软接触电磁连铸结晶器满足实际生产要求.     

结晶器铜管抛物线型连续锥度设计系统

由于钢水的凝固收缩,在结晶器铜管内壁和凝固坯壳之间形成气隙.气隙对结晶器的传热与铸坯凝固有重要影响.为了减少气隙,结晶器内腔加工成带有倒锥度的形式.锥度过大过小都会带来一定的质量问题并影响生产顺行.因此,结晶器锥度设计是高效连铸技术的关键要素之一.在系统分析国内外结晶器常用设计方法的基础上,提出了一个抛物线锥度设计的计算模型并形成应用软件.为高效连铸结晶器设计提供了理论基础.     

组合式结晶器内连铸坯皮下气泡的形成

通过对有关文献的评述,讨论了连铸板坯皮下气泡的形成原因和分布特点,说明连铸过程中组合式结晶器角缝中上升气流吹入钢水可造成连铸坯皮下气泡。降低钢水过热度、降低拉速以促使结晶器内钢水尽快形成稳定坯壳,从而可以抵抗气流吹入,减轻皮下气泡的形成。由于在组合式结晶器内连铸坯皮下气泡的产生是难以避免的,所以棒材生产线的方坯连铸机不宜采用组合式结晶器,采用管式结晶器是当前的发展趋势。     

不同工艺条件下小方坯连铸结晶器内的热力学行为

角部表面纵裂和偏离角裂纹是小方坯连铸中的常见缺陷。通过建立小方坯连铸结晶器内铸坯与铜管热-力耦合有限元模型,研究了不同拉速条件下小方坯在结晶器内的热-力学行为。计算分析了拉速、钢水过热度和结晶器锥度等工艺因素对结晶器内坯壳温度分布和塑性应变的影响。结果表明,铸坯角部纵裂和偏离角裂纹容易在结晶器下部发生;提高拉速、降低钢水过热度、采用多锥度结晶器均有利于降低亚包晶钢坯壳凝固前沿偏离角区域的拉应变及其裂纹倾向。一定条件下,高拉速有利于改善结晶器区域坯壳厚度和温度的均匀性、降低亚包晶钢小方坯连铸结晶器内常见裂纹的发生倾向。     

拉速对板坯倒角结晶器钢液流动的影响

为研究凝固坯壳影响时拉速变化对板坯倒角结晶器内流场和温度场的影响,通过数值模拟和物理模拟研究相结合的方法,建立了板坯倒角结晶器流动、传热及凝固三维数学模型和相似比为1∶1的断面尺寸为1 490 mm×230 mm的板坯倒角结晶器物理模型。数值模拟和物理模拟流场形态及液面相同位置流速结果进行的对比分析表明了数模和水模试验结果趋势的一致性;拉速变化对倒角结晶器内流场及温度场的数值影响明显,但对整体形态影响不大;拉速增大到1.7 m/min时液面流速过快、波动剧烈,极易出现卷渣;拉速增大会强化钢液流股对窄面凝固坯壳的冲击,导致坯壳重熔减薄;在本试验研究范围内以1.5 m/min拉速进行生产能够取得较好的综合效果。     

异相位电磁连铸的电磁场分析

采用ANSYS有限元软件对空心管异相位电磁连铸中电磁场、力场的分布进行了模拟．结果表明：异相位磁场作用下,铸管中磁感应强度高且分布均匀;壁厚中部的金属熔体受到沿径向的电磁推力,向外结晶器方向流动;石墨环附近的金属熔体和初凝壳受到电磁斥力的作用,可以避免“抱芯”,减少摩擦,抑制了偏析瘤的形成,进而提高了铸管表面质量．     

Theoretical and experimental analyses of continuous casting with soft-contacted mould (Ⅱ)—EMF calculation and experimental analyses

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｗｉｔｈｓｏｆｔ ｃｏｎｔａｃｔｅｄｍｏｕｌｄｉｓａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｓｔｅｅｌａｎｄｏｔｈｅｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ[1～ 3] .Ｉｔｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｑｕｉａｘｅｄｃｒｙｓｔａｌｒｅｇｉｏｎｉｎｂｉｌ ｌｅｔｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ,ｓｏｉｔｗａｓｐａｉｄｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ[4 ,5] .Ｎｏｗｅｘｐｅｒｉｍ…     

CREM法半连铸铝合金初凝壳与磁场强度的关系

研究了不同强度交变电磁场作用下 ,70 75合金凝固壳高度及铸锭表面质量的变化规律。结果表明 ,随着磁场强度增加 ,熔体与结晶器的接触高度以及凝固壳高度减小 ,初凝壳形成位置点降低 ,铸锭表面质量提高。采用晶粒游离理论解释了电磁场作用下初凝壳的形成机制 ,认为电磁场作用下 ,晶粒从结晶器壁游离数量增加 ,稳定初凝壳难以形成 ,是延缓初凝壳形成时间和降低初凝壳形成位置的根本原因。     

1J50锻棒车加工后出现的暗斑分析

1J50合金锻棒车加工成零件,1 180℃处理后表面中心处出现对称性"暗斑"。通过试验分析,确定为在冶炼浇注时不慎有微量的铝颗粒掉入钢液中,在钢液凝固结晶的作用下熔化及还没完全溶化的铝被逐渐推向钢锭最后凝固的中心部位,直至完全凝固。在后续的锻打过程中沿锻打方向变形延伸。车削加工时,这些由细小铝颗粒组成的夹杂被暴露在表面,在随后的热处理过程中发生了热腐蚀现象,从而形成了肉眼可见的"暗斑"。     

锌铝合金热型连铸的工艺方法

就热型连铸工艺条件下对具有共晶、包晶和共析转变的5种典型锌铝合金的连续定向凝固进行了研究,找出了各种合金的最佳工艺参数配合范围.研究表明引锭操作是热型连铸工艺的关键环节,型口温度、拉铸速度、冷却条件、合金成分和液位压头对铸锭表面质量有直接影响,型口位置的固液区存在着热和力的平衡.只有通过调节工艺参数,维持固液界面的良好位置,才能拉铸出表面光滑的线材.     

热型连铸锌铝合金的缺陷形成与机理

对5种典型锌铝合金在热型连铸工艺条件下的连续定向凝固进行了研究, 探讨该工艺下锌铝合金线材表面缺陷的产生机理, 并对部分缺陷的组织结构进行了显微分析. 结果表明 只有金属液压头、型口温度、拉铸速度和冷却条件诸工艺参数在一定范围内的协调配合, 才能拉铸出表面光滑的锌铝合金线材. 不合理的工艺参数将导致热裂、表面粗糙、糊状型口和拉漏等缺陷. 固液两相区的形状和位置对上述缺陷的形成有重要影响, 当固液两相区位于型口或型内时, 凝固界面将向型内凸入, 如果剩余液体不能抵消凝固收缩, 就会出现表面粗糙; 若凝固界面深入型内较多, 则使型内凝固的铸锭摩擦力过大, 形成热裂; 固液两相区移至型外, 凝固界面将变成平面, 容易发生拉漏.     

Simulation of low carbon steel solidification and mold flux crystallization in continuous casting using a multi-mold simulator

An inverted water-cooled multi-mold continuous casting simulator was used to investigate initial solidification of low-carbon steels and crystallization of mold flux. Embedded mold thermocouples showed characteristic temperature profiles dependent on parameters including casting speed, oscillation frequency, and stroke. Higher maximum temperatures for thermocouples at higher casting speeds, higher frequencies, and lower stroke lengths were observed. The surface of the as-cast steel strips showed oscillation marks similar to those of industrially cast slabs and higher casting speeds resulted in shallower oscillation marks. The measured pitch agreed well with the theoretical pitch suggesting the multi-mold simulator to be a cost-effective alternative to pursue fundamental studies on initial solidification in the mold. Analysis of the mold flux taken between the copper mold and solidified steel shell showed highly dendritic uni-directional crystallization occurring within the flux film suggesting that the heat transfer direction is dominantly horizontal towards the water-cooled copper mold. In addition, the solidified flux located at the upper to lower part of the mold suggested morphological differences in the size and shape of the crystalline phases indicating that crystallization ratio can increase depending upon the retention in the mold and subsequently decrease radiative heat transfer as the flux traverses down the mold.     

普通结晶器铸造与低液位铸造所得5083合金扁锭质量差异分析

对老线普通结晶器铸造和新线低液位铸造所得5083合金扁锭进行了质量对比,分析了两种铸锭性能差异的原因。