板坯连铸直轧感应补热有限元分析与试验

 为减少连铸与热轧工序之间坯料再加热的能源消耗,连铸直轧技术蓬勃发展,其关键技术之一在于连铸与轧制工序之间的补热工艺。针对板坯连铸直轧实际生产中对补热工艺的要求,建立了纵向磁通和横向磁通感应补热有限元模型,分析了板坯的补热过程。结果表明,纵向磁通对板坯表面整体补热效果好,但无法解决板坯边角温度偏低的问题;横向磁通可有效地对板坯边角进行局部补热;选择合适的电流大小和板坯移动速度,可使板坯温度分布更均匀。同时,使用自制的感应补热样机做补热试验,对补热效果进行检验,所得的试验结果与模拟结果一致。分析结果对板坯连铸直轧在实际生产中的感应补热工艺具有指导意义。     

横向磁通感应加热法——灵活的扁坯加热工艺

浇铸和轧两种工艺连接的成功，除其他条件外，还有赖于在通往轧机路上灵活并且高度自动化的加热工艺，以补偿热的损失。本文首先综述两种感应加热方法－纵向磁场加热和横向磁通加热，接着介绍加热过程量的计算结果及计算研究情况和１个试验厂的经验，结果表明，对钢厂和轧钢厂各种加热方法来说，横向感应磁通加热是一种非常灵活和有效的加热方法，尤其对薄板坯连铸特别适用，同时也是薄带钢中间加热的适宜方法。     

宽幅带材横磁感应加热技术的发展

根据感应器的形式及其激发的电磁场方向,感应加热可分为纵向磁通感应加热和横向磁通感应加热两种方式。在对比介绍横向磁通感应加热和纵向磁通感应加热各自概念和技术特点的基础上,着重评述了宽幅带材横磁感应加热技术发展的几个典型案例,并结合宝钢横磁感应加热的最新研究进展,探讨了横磁感应加热技术工业应用的若干关键问题。最后,通过历年相关专利和论文数量的统计分析,展望了横磁感应加热技术的发展趋势和应用前景。     

板坯电磁感应加热的有限元分析

针对采用电磁感应方法对板坯进行补偿加热的情况,从理论上分析了工作频率的确定原则以及矩形截面板坯电流透入深度与工作频率的关系。利用有限元法分析了不同工作频率下的板坯电磁加热过程,结果表明随着工作频率降低,集肤效应显著性减弱。工作频率和板坯形状尺寸对感应加热过程有重要影响,工作频率较低时,温度最大点位于距对称轴一定距离的层面,该层面偏向表层,随着工作频率增加,温度最大值向板坯边角部移动。矩形板坯感应加热过程较为复杂,应该根据不同工艺要求选择合适的工作频率。计算了试验板坯的感应加热温度,并将计算结果和实测值进行了比较分析,结果吻合良好。     

中频感应加热在连铸直轧过程中的应用及发展

感应加热是一种环保高效的加热方式。综述了近年来感应加热在国内外研究现状及感应加热技术在连铸直轧过程中的应用及发展趋势,并介绍了数值模拟在连铸直轧感应加热过程中的应用。     

热轧板坯高温感应加热有限元分析

利用有限元法分析了不同工作频率下的热轧板坯高温感应加热过程,结果表明:工作频率和板坯形状尺寸对感应加热过程有重要影响,工作频率较低时,集肤效应不十分明显,涡流透入深度与工作频率满足δ∝f-1-2关系,温度最大值位于上表面距对称轴一定距离处.随着工作频率增加,温度最大值向板坯角部移动.矩形板坯感应加热过程较为复杂,应根据不同工艺要求选择合适的工作频率.计算了板坯感应加热过程,温度计算结果和实测值吻合良好,计算模型可靠.分析结果为热轧板坯高温感应补偿加热生产实践提供了依据.     

新日铁取向硅钢热轧边裂及其防止方法

新日铁针对取向硅钢热轧板存在的边裂问题，采取了电磁搅拌、连铸板坯直送边部加热、实施板坯边部压下、电磁感应加热、控冷控轧、控制热轧精轧开始温度和终了温度、最终道次压下率及加热温度、控制组织、减少边部与中间的温度差异、消除狗骨等一系列措施，取得了明显效果。     

步进式加热炉中不同滑块高度的板坯加热方式的优化

<正>为了在步进式加热炉中以最小的能耗获得钢坯的最佳加热方式,本文建立了适用于不同滑块高度的、可用于预测钢板温度历史的三维传热模型。研究了滑块高度对板坯加热能耗、炉口滑道黑印温度均匀性和板坯出炉温度设计要求的影响。模型描述和数学分析物理模型本文以中钢公司(CSC)的加热炉为研究对象,采用与炉内板坯前进(纵向)方向横向的准稳态三维传热模型,对加热炉加热板坯的过程进行了数值模拟。     

模拟连铸板轧前加热过程中芯部组织演变的方法

正专利号:ZL 201811494661.9发明人:刘宁;李光辉;杨志刚;刘旭辉;谢光辉本发明属于金属轧制技术领域,尤其涉及一种模拟连铸板轧前加热过程中芯部组织演变的方法,包括如下步骤:S1:确定第一连铸板坯的材质参数和在炉时长;根据第一连铸板坯在加热过程中的温度梯度确定第一连铸板坯在加热后的芯部温度;S2:将材质参数、在炉时长和芯部温度     

HFW钢管焊缝感应焦耳热的数值计算

以ANSYS数值计算为工具,定量分析了横向磁通感应加热过程中频率、聚磁硅钢片相对磁导率及钢管材料磁导率变化对焊缝区域感应涡流场的影响。数据分析表明,提高电源频率可以明显提高感应焦耳热场的水平,其最大值和平均值都会提高;增加硅钢片的相对磁导率也可以提高焦耳热的水平,高频时提高的幅度更大。加热过程中钢管温度的升高导致钢管材料相对磁导率下降并降低感应加热效率。     

倒角结晶器在涟钢板坯连铸生产中的应用

 为了消除微合金化钢连铸板坯的角部裂纹缺陷,使得板坯在不进行离线切角的条件下满足轧制要求,采用倒角结晶器技术进行了大量的工业试验,分析并解决了倒角型板坯存在的角纵裂及结疤问题,实现了该技术的规模化连续生产。工业应用结果表明,倒角结晶器技术不仅能够控制板坯的角横裂缺陷,而且能够大幅度降低超低碳钢热轧板卷边直裂的发生率,因此可为钢铁企业带来巨大的经济效益。     

低碱度高结晶率连铸保护渣的研究与应用

针对攀钢连铸 Q2 35 G等包晶钢生产中出现的铸坯表面裂纹问题 ,在调查分析裂纹特征及其产生原因的基础上 ,发现保护渣传热过强和保护渣流入不均是诱发角横裂产生的主要原因。通过对保护渣结晶特性的研究 ,开发出了低碱度 (Ca O/ Si O2 <1.0 )、高结晶率的新型包晶钢用连铸保护渣。工业试验表明 ,研制的保护渣具有良好的使用效果 ,所浇铸坯表面质量优良 ,铸坯裂纹较少 ,表面角横裂发生率降低到 4 .19% ,纵裂发生率为 3.4 2 % ,且保护渣润滑作用良好 ,未发生漏钢事故。     

From Slab Corner Cracks to Edge‐Defects in Hot Rolled Strip ‐ Experimental and Numerical Investigations

The systematic investigation of the formation of edge defects on hot strips resulting from slab corner cracks generated in continuous casters, affords the development of model‐based concepts for the identification of such initial slab cracks. This enables the reduction of material losses during trimming of defective edges. Utilizing the commercial finite element package Deform‐3D, systematic massive forming simulations of several consecutive flat and edging passes were performed. The main simulation challenges result from the occurrence of different length scale values in the slab and strip models including edge cracks. The numerical results clearly point out the significant morphological changes of the cracks during rolling and afford valuable indications for a deeper understanding of the underlying process details. The results from metal forming simulations coincide very satisfactorily with the unetched cross‐sectional micrographs obtained from an experimental rolling mill. Systematic variation of geometry data enables the identification of the topology of initial slab corner cracks from edge defects detected after hot rolling.     

连铸矫直过程板坯角部横向裂纹数值分析

 连铸过程中板坯角部可能出现横向裂纹,这些裂纹严重影响着连铸坯的质量和产量。本文采用显式动力学有限元方法对连铸矫直阶段连铸板坯表层金属应力变化规律进行了模拟,分析了角部应力的变化规律,并对矫直过程中连铸板坯应力分布对角部横向裂纹的影响进行了讨论。研究结果对指导连铸生产具有重要的实际意义和理论意义。     

板坯连铸结晶器倒角结构和锥度研究

针对板坯连铸铸坯常出现角部横裂纹缺陷,建立了板坯连铸结晶器与铸坯二维瞬态热力耦合有限元模型,研究了板坯结晶器窄面铜板在不同倒角结构和不同锥度情况下铸坯的凝固收缩行为,计算了铸坯在结晶器内的温度和应力分布情况。模型较全面地考虑了保护渣和气隙对传热的影响。数值模拟结果表明：结晶器窄面铜板倒角过大或过小,都不利于铸坯温度的均匀分布;对断面厚度为230mm的铸坯,窄面铜板采用20mm～25mm ×45°;倒角及抛物线锥度时,铸坯表面温度分布最均匀,最大平面主应力分布较合理,角部出现横裂纹的可能性会大大降低。     

连铸坯实测反问题热弹黏塑性建模与分析

为了研究连铸板坯的传热和力学特征,通过建立考虑蠕变的铸坯热弹黏塑性全尺寸有限元数值模型,以实测温度和传热反问题获得的热流为依据,计算和探讨了结晶器内铸坯的传热、应力和应变行为。结果表明,弯月面下100 ~ 200 mm铸坯表面承受拉应力,宽面距角部40 ~ 90 mm的偏角部区域温度较高,坯壳厚度也较薄,距角部约400 mm处温度相对较低,收缩量及应力应变较大。窄面近角部区域的应力和应变总体上低于宽面,距角部越近,窄面铸坯表面的应变越高。偏角部区域坯壳厚度、应力、应变的非均匀性及存在的过大差异,是探讨近角部裂纹成因需要考虑的重要因素。     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测，以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟，开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明，传统板坯连铸工艺下，窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩，致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成，大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热，引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下，奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器，坯壳角部于其内高效传热，凝固全程冷却速度大于5℃/s，弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时，基于窄面足辊超强冷新控冷结构，对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变，铸坯角部晶粒显著超细化，高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。     

多道次轧制过程轧件变形行为连续模拟

针对多道次轧制过程轧件变形行为分析的诸多问题进行了综述,分别介绍了有限元方法在轧件头尾形状、平面形状、角部位置跟踪、夹杂物位置跟踪、宏观偏析跟踪和表面裂纹演变行为的应用。     

含铌钢板坯角横裂纹的控制

采用金相显微镜和扫描电镜分析了含铌微合金化钢铸坯角部横裂纹的形成原因.发现矫直区铸坯角部温度位于该钢种第Ⅲ脆性温度区间内;拉速波动导致角部温度变化较大;二冷喷嘴状况不好导致两边角部温度相差较大.采用提高拉速、矫直区铸坯角部喷嘴遮挡等"热行"方法后,铸坯角部温度明显提高,铸坯的角横裂纹的发生率大大降低,但铸坯中心偏析恶化.采用增加角部喷嘴的"冷行"方法后,铸坯角部温度明显降低,铸坯的角横裂纹和中心偏析大大改善.