板坯连铸异钢种连浇混浇坯长度及成分变化模型的开发及应用

基于建立的连铸中间包及结晶器内钢液混合过程的物理模型,开发了板坯连铸异钢种连浇过程混浇坯长度及成分变化模型。以某钢厂单流板坯连铸机220 mm×1560 mm断面Q235与Q335Ti钢的混浇过程为研究对象,采用水模型试验结合数值模拟确定模型的关键参数,并通过开展现场试验对混浇坯取样验证模型的准确性。结果证明:混浇坯成分取样与模型预测的成分偏差小于5%,且模型预测的混浇坯长度与人工确定的一致。故采用该模型可跟踪不同混浇工况下中间包内及铸流上钢液的混合行为,准确预测混浇坯的长度以及成分变化规律。采用该模型研究了拉速及中间包内剩余钢液质量对混交坯长度及不同浇注长度铸坯C元素质量分数变化的影响规律。发现当拉速保持不变时,中间包内剩余钢液越多,混浇坯越长;当中间包内剩余钢液质量保持不变时,拉速越大混浇坯越短。相比而言,中间包内剩余钢液质量比拉速对混浇坯长度的影响更大。另外当拉速不变时,随着中间包内剩余钢液质量的增加,C元素质量分数由0.16%变化到0.18%的速率减慢;当中间包内剩余钢液质量不变时,随着拉速的增加,C元素质量分数由0.16%变化到0.18%的速率增加。因此异钢种连浇过程,适当提高拉速以及减少中间包内剩余钢液质量,可有效减少混浇坯长度,成分变化速率降低。      

连铸中间包异钢种连浇生产实践

针对连铸大圆坯生产线生产的特殊钢种类多以及多为小批量生产的特点,为了减少连铸慢换中间包次数和热停工时间,在连铸中间包进行异钢种混浇生产试验,探索混浇生产过程中浇铸顺序、不同拉速、中间包钢液液位等控制方式对铸坯混浇区域长度的影响,为判定混浇坯长度提供可靠的数据支撑.通过对不同试验混浇坯成分的分析比对,结果表明:连铸坯中心...     

宝钢二连铸异钢种连浇的水模实验研究

针对宝钢二连铸的异钢种连浇进行了水模实验,研究了非稳态条件下中间包剩余钢水量、铸坯断面尺寸、拉速等因素对异钢种连浇时混合率的影响.在水模实验和现场试验的基础上,建立了异钢种连浇铸坯成分预测模型,该模型可以对不同工艺条件下异钢种连浇过程中铸坯成分的变化情况进行预测,从而为确定交接部铸坯的起始位置和长度提供依据.     

连铸末期尾坯拉速的优化

为解决某厂在特厚板坯连铸生产时,因尾坯表面质量不合格而进行扒皮处理导致的铸坯判废率较高的问题,在现有终浇封顶降拉速操作的基础上,开发了新的尾坯降拉速工艺。应用流体动力学计算软件Fluent进行了降速新工艺对中间包流场影响的模拟计算。计算结果表明:该优化方案是在尾坯浇铸开始后,从拉速0.9m/min开始降拉速操作,每次降幅0.05m/min,在各拉速下的持续时为:2-5-10-5-10-5-10-5-10-5-10-5-10-10s。拉速降为0.2m/min时开始封顶,封顶时间350s,钢水铸余量不小于10t。采用新方案后,可节省降拉速操作时间243s,减小尾坯拉坯长度1.1m(坯量4.62t)。因钢水铸余量增加2t,共减少尾坯量2.62t。生产应用结果表明:该厂特厚板坯连铸机的尾坯废品发生率从30%降低到18.9%。     

珠钢CSP薄板坯凝固层厚度研究

结合珠钢生产实际情况，采用射钉法来测定二冷区不同位置的凝固坯壳厚度，试验结果表明，4．8m／min拉速下铸坯液芯长度为4820mm，4．5m／min拉速下铸坯液芯为4490mm，两种拉速下连铸坯坯壳厚度的实际测量结果与凝固传热模型计算结果一致。整个凝固过程坯壳厚度生长符合平方根定律。     

异钢种混浇生产实践

根据鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司异钢种混浇的实际情况,通过分析钢水成分变化规律,确定了混浇坯长度划定方法,优化了异钢种混浇的中间包钢水量、中间包钢水温度、铸机拉速、更换结晶器保护渣等工艺参数,采取措施后,实现了异钢种混浇的稳定生产,连铸机单中间包混浇罐数由9.3罐提高至9.6罐,节约生产成本0.26元/t。     

板坯凝固末端不同压下模式对低合金钢内部质量的影响

提高宽厚板连铸坯的致密度与均质度,是突破传统轧制压缩比、提高宽厚板性能及探伤合格率的重要前提和保障。连铸坯凝固末端重压下能够有效改善铸坯中心凝固缩孔、疏松、中心偏析等缺陷,是生产高品质厚板的重要手段。本研究利用Ansys有限元模拟软件,计算0.85 m/min、0.89 m/min、0.93 m/min拉速时连铸坯固相率,预测固相率的变化趋势,确定了不同拉速下凝固末端位置。考虑现场设备能力及试验安全,选取0.85 m/min作为试验拉速,在0.66～1.0固相率范围内,进行不压下、液相区压下10 mm和液相区+两相区压下20 mm三种模式下的连铸重压下试验。在试验铸坯上取样,对试样的致密度、中心偏析及铸坯组织等进行检测,并分析对比不同压下模式对铸坯内部质量的影响。结果表明：在试验拉速下,压下量在0～20 mm范围内,随着压下量的加大,铸坯致密度提高,中心偏析得到明显改善,铸坯晶粒尺寸显著细化。     

直接轧制中连铸坯输送节奏衔接的优化

通过运筹学中的排队理论,建立了方坯直轧系统中连铸坯排队模型,并对唐钢公司长材事业部方坯-棒材直轧系统分析优化,为企业生产管理提供理论依据。结果显示,当连铸机拉速为3.8 m/min,连铸坯定尺为11.9 m时,4流生产只能满足Φ 12 mm热轧带肋钢筋的轧制节奏,5流生产可以满足所有规格轧制节奏;拉速一定时,铸坯的最大等待时间随定尺的增大而增大,但生产中一般采用调整拉速来改变连铸坯平均等待时间,而非通过调整连铸坯定尺来实现;连铸坯输送过程,空冷到最低开轧温度所经历的时间应小于连铸坯的最大等待时间,此时直轧产线铸坯的直轧率最高;根据铸-轧通钢量相等的原则计算,方坯直轧应该采用少流数、高拉速,短定尺来组织生产,使铸-轧产能匹配同时减少直轧铸坯的头尾温差,降低生产事故风险;方坯直轧系统的主要问题是连铸坯剪切顺序、钢-轧节奏匹配问题、连铸坯的最大等待时间等3项核心问题。     

R9m方坯连铸二次冷却工艺的优化

为提高优钢铸坯质量,石横特钢厂对R9m方坯连铸二次冷却工艺进行了优化。依据拉速一定时,二冷配水冷却水量沿铸坯方向从上到下逐渐减少的配水原则,制定了不同钢种、不同拉速的配水丁艺模型。应用表明,铸坯低倍组织明显改善,杜绝了中间裂纹、鼓肚等现象,减少了铸坯脱方、疏松、缩孔等缺陷。     

宣钢小方坯连铸应用轻压下技术试验

针对宣钢生产55#钢150 mm×150 mm小方坯经常出现中心偏析、中心疏松和中心缩孔的问题,进行了无压下、不同轻压下量的连铸坯试验,对比分析了试验铸坯的低信号质量。综合分析了拉速、过热度、总压下量参数对铸坯质量的影响,确定最适宜的拉速为2.0 m/min,压下量为7 mm。     

异钢种连浇工艺参数对交接坯长度的影响

通过1∶3水力学模型,对重钢板坯异钢种连浇过程进行水力学模拟,研究不同拉速、中间包余钢量和浇铸顺序条件下沿铸坯长度方向的无量纲浓度变化曲线。结果表明,增大通钢量、降低余钢量和先浇铸元素成分浓度低的钢都会减少交接坯长度,但中间包余钢量比其他两个因素对交接坯长度有更显著的影响。     

EAF-CSP流程生产集装箱板连铸工艺优化研究

连铸工序曾是珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产集装箱板的薄弱环节。通过对连铸保护渣、二冷水、钢水纯净度、拉速匹配等的优化 ,降低了漏钢率 ,改善了铸坯质量 ,从而保证了板卷性能 ,实现了集装箱板的规模化生产。     

水平连铸工艺对40Cr钢Φ150 mm管坯中间裂纹的影响

采用射钉试验、红外测温等方法研究了40Cr钢中150mm管坯水平连铸时拉速和中间包钢水过热度对坯壳厚度和铸坯中间裂纹的影响,以及结晶器冷却水参数对铸坯中间裂纹的影响。结果表明,当拉速1．99m／min,浇铸温度1544℃,中间包钢水过热度45℃时,结晶器进水温度29．3℃,出水温度63．4℃,铸坯液芯长17．47m,铸坯的中间裂纹≤0．1级,中心疏松和中心裂纹≤1．5级,满足产品要求。     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了34Mn5V钢Φ400 mm圆坯连铸过程中的凝固传热数学模型,运用该模型计算得到的二冷各区控制点的表面温度与现场实测结果一致。用该模型计算得出,钢水过热度对铸坯表面温度影响较小,拉速和二冷区冷却强度对铸坯温度影响较大。生产实践表明,当生产Φ400 mm铸坯的拉速达到0.4～0.6 m/min时,自动控制的二次冷却制度能满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。     

预防中间包尾坯浇注过程中钢液卷渣的数学模拟和工艺优化效果

为降低中间包尾坯判废率,预防中间包尾坯降拉速过程钢液卷渣,应用流体力学软件FLUENT,对尾坯降拉速过程进行优化,研究尾坯拉坯过程的拉速变化对钢厂3^#板坯连铸机80 t中间包钢液紊流卷渣的影响。通过每次降拉速后的停留时间历程的湍动能时间跟踪曲线分析,确定了中间包尾坯降拉速优化方案。该方案在原方案基础上,将8 t铸余增加到10 t,缩短了各拉速下的持续拉坯时间,并将封顶操作从0.1 m/min提高到0.2 m/min,可减小尾坯卷渣的可能性和降低了生产成本,节约中间包尾坯降拉速总时间266.8 s和节约钢水量5.08 t。300mm×2000 mm 3^#板坯连铸机采用优化操作后,每月尾坯废品总量从576.4 t降低到139.1t。     

80钢方坯连铸凝固末端位置研究

为得到方坯连铸凝固末端的准确信息,采用数值模拟的方法对液芯长度进行了计算,并通过射钉实试验对结果进行了验证,结果表明,该模型可较好的反映实际连铸凝固传热过程,当拉速为1.3 m/s时,铸坯的液芯长度为21.1 m;拉速为1.25 m/s时,铸坯的液芯长度为20.2 m。拉速越大,凝固末端越靠后。     

连铸过程钢水温度的测定与控制

1钢水温度的测试据统计，1994年因钢水温度波动过大造成的拉坯事故达29炉，约占全年拉坯事故的55％。北满特钢公司二机二流特殊钢水平连铸机生产的铸坯断面为130mm×130mm－185mm×185mm，Φ120－200mm，电炉出钢量：30－40t；中间包容量：7．5t。主要生产钢种：碳素结构钢。合金结构钢、模具钢等钢类。近几年在连铸生产中对钢包、中间包烘烤温度，出钢温度，吹Ar后钢包内钢水温度，抬包至开浇过程温度，中间包内钢水温度等进行了测试。测试的方法主要是在连铸过程用测温枪点测钢水温度和使用红外线测温仪测定钢包、中间包烘烤温度及覆盖渣…     

拉速波动对GCr15轴承钢250 mm×280 mm连铸坯内部质量的影响

试验用GCr15轴承钢的生产工艺为100 t BOF-LF-RH-250 mm×280 mm连铸坯-Φ70 mm轧材。用碳截面偏析检验、射钉试验及高倍检验等分析检测方法,研究了结晶器冷却水2 530 L/min,钢水过热度33~37℃,二冷比水量0.12 L/kg,M-EMS 530 A/2.5 Hz,F-EMS 400 A/3.0 Hz参数下,GCr15轴承钢连铸坯拉速0.52~0.58m/min对连铸坯轴承钢碳偏析、坯壳厚度及末端凝固位置和Φ70 mm轧材带状的影响。结果表明,随着连铸拉速的提升,铸坯的宏观碳偏析先呈现下降后呈现上升趋势,凝固末端位置后移,液相穴长度变长,拉速控制在0.55m/min,有利于降低铸坯的宏观碳偏析和轧材球化退火后的带状组织级别。     

82B硬线钢碳硫偏析的影响因素及合理工艺参数研究

以现场试验和实验室分析相结合的方法,对不同连铸工艺条件下生产的82B铸坯的碳硫偏析行为进行了系统研究。结果表明:过热度、拉速和末搅拌三个影响铸坯偏析的因素所起的作用随铸坯内部位置和偏析元素种类的不同而不同。针对中心碳硫偏析,拉速的影响大于其它两个因素。在拉速提高的情况下,适当增加二冷强度可以有效地减轻铸坯的碳硫偏析特别是中心部位的碳硫偏析。中间包的水力学模拟表明适宜的拉速为1.8 m/min。     

炼轧厂罗可普连铸机的技术改造和工艺优化

韶钢炼轧厂四机四流罗可普连铸机从意大利德兴公司引进,是目前国内较高拉速小方坯连铸机,最大拉速可达3.60 m/min,平均拉速达3.3 m/min.该连铸机自2000年12月投产,由于该连铸设计主要生产螺纹钢,在品种钢开发过程中,铸坯质量难以达到要求.为了满足品种钢开发的要求,2005年7月对该连铸机进行技术改造和工艺优化.