大方坯连铸在线凝固传热模型的开发与应用

作为大方坯动态轻压下技术的核心模型,在线凝固传热模型为动态二冷控制模型和动态轻压下模型提供可靠而准确过程跟踪数据,为动态轻压下技术的有效实施提供保障。结合攀钢2号国产化大方坯铸机上建立的在线凝固传热模型,在此基础上进行了现场实际测温检验和应用,结果表明实测与计算的偏差小于1%,说明计算结果真实可靠,可满足在线计算要求。     

射钉法测量板坯凝固坯壳厚度的应用实践

介绍了利用射钉法在邯钢板坯连铸机测量铸坯凝固坯壳厚度的情况。利用射钉法测定出坯壳厚度,根据凝固定律,可计算出连铸机的综合凝固系数和铸坯液相穴深度,为优化二冷配水等提供依据。     

Q550D凝固坯壳厚度测定研究

为了精确掌握连铸机的综合冷却特性,优化二次冷却制度及连铸轻压下过程,结合Q550D钢生产过程中二冷各段的实际情况,采用射钉法在二冷区各段末对铸坯进行射钉取样,并利用硫印法测定铸坯在二冷区内各目标点凝固坯壳厚度。使用模拟软件建立板坯传热数学模型,与射钉实验结果进行比较,两者结果基本相符。将数学模型应用到整个铸机的传热凝固过程中,为评价连铸机综合冷却能力,优化二冷配水及轻压下制度,提高铸坯质量,为实现高效连铸提供了重要依据。     

采用射钉法测定大方坯45钢综合凝固系数

连铸坯的综合凝固系数对于计算坯壳厚度及凝固末端的位置起着重要作用。研究了采用射钉法测定综合凝固系数,并推导出凝固末端的位置与拉速的关系,为制定凝固末端轻压下方案提供了指导。对比轻压下前后的铸坯低倍,可以看出轻压下效果良好。     

大方坯连铸内部缺陷与轻压下工艺研究

针对连铸大方坯内部存在中心疏松与裂纹缺陷的问题,通过凝固传热模型研究其凝固传热过程,从而获得铸坯温度与凝固坯壳厚度分布,以及两相区区间.在此基础上开发了大方坯轻压下工艺,确定了最佳的轻压下区间和压下量.采用优化的轻压下技术,铸坯内部质量得到了明显的提升,基本上消除了中心疏松和裂纹的问题.     

大方坯轴承钢GCr15凝固传热数值模拟

以某钢厂断面尺寸为280 mm×320 mm大方坯轴承钢GCr15为研究对象,借助ProCAST软件,建立了二维大方坯凝固传热模型,研究了拉速、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响,同时通过对铸坯中心固相率的研究,确定了与末端电磁搅拌位置、轻压下区间相匹配的最优拉速。结果表明,拉速的变化对铸坯中心固相率、凝固终点位置的影响最大,比水量的影响较大,过热度的影响最小;拉速每增加0.1 m/min,凝固终点平均增加1.97 m,二冷比水量每增加0.1 L/Kg,凝固终点平均减小0.82 m,过热度每增加10 ℃,凝固终点平均增加0.27 m。最佳拉速为0.85 m/min,此拉速下末端电磁搅拌位置和轻压下区间与铸坯合理的中心固相率相匹配。     

45钢连铸矩形坯动态二冷配水系统的研究和应用

针对某厂240 mm×280 mm 45钢连铸矩形坯的内部质量缺陷,建立了基于射钉和测温验证的铸坯温度场实时跟踪计算模型,同时,根据目标表面温度对二冷水量进行优化,并应用了动态二冷配水系统.结果表明,动态配水考虑了传热过程的滞后性,在拉速波动时能更好地控制铸坯表面温度;铸坯质量得到明显改善,中心疏松、缩孔、中间裂纹和中心裂纹等缺陷都有不同程度的减轻,且基本消除1级以上的缺陷.     

基于凝固传热模型的轴承钢GCr15二冷研究与应用

采用Gleeble3500热应力/应变模拟机对轴承钢GCr15进行了高温力学性能测定,根据实际测量的结果,优化原有二冷制度并提出了适合轴承钢二冷冶金准则的二冷水表。并根据实际情况建立了大方坯连铸凝固传热模型,通过射钉试验表明模型准确可靠,在此基础之上提出了基于凝固传热模型的动态二冷控制方法,通过生产实践表明采用特征拉速控制二冷配水可以有效改善铸坯质量。     

重轨钢大方坯连铸凝固规律的研究

根据武钢第一炼钢厂重轨钢实际生产条件,建立大方坯凝固传热数学模型,并采用射钉法验证及修正。结果表明:U71 Mn重轨钢凝固终点在距结晶器液面16.96～21.68 m处;拉速增大0.1 m/min,铸坯表面温度及空冷区中心温度明显增大,铸坯凝固终点后移2.4～3.6 m;二冷强度由弱冷降为超弱冷,铸坯表面温度升高,铸坯中心温度变化不大,凝固终点前移1.12～2.23 m;U71 Mn重轨钢浇铸宜采用超弱冷模式,使凝固终点更加靠后,有利于使用轻压下工艺,提高铸坯的内部质量。     

连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510 mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据。     

炼钢厂5~#连铸机的工艺和设备设计特点

包钢炼钢厂5#连铸机是国内自主研发的以生产重轨钢为主的六机六流大方坯连铸机。主要介绍了此连铸机应用的主要技术,诸如:二冷段采用动态配水、二冷段辊子轴承采用油气润滑、拉矫机连续矫直和动态轻压下等工艺技术,改善了铸坯中心疏松和中心偏析,提高了铸坯表面及内部质量。为国内外的方坯连铸机提供了全新的设计思路。     

改善350 mm×470 mm矩形坯宏观偏析研究与实践

宏观偏析水平是衡量矩形坯铸坯质量的重要指标,宏观偏析分为中心偏析和中间偏析。从本钢矩形坯的生产实践出发,针对轻压下、电磁搅拌、二次冷却等工艺进行了大量对比试验。对试验铸坯进行了取样分析,通过检验计算不同工艺的碳偏析指数,总结出了轻压下、电磁搅拌等因素对于铸坯宏观偏析的影响规律：对于中心偏析来说,轻压下对于改善铸坯的中心偏析具有明显的作用,但与总压下量的大小没有显著线性对应关系;铸坯二次冷却越强,中心偏析越大;一定范围内,结晶器电搅电流的增加有助于改善铸坯中心偏析。对于中间偏析来说,轻压下对铸坯的中间偏析改善效果不明显;降低结晶器电磁搅拌电流,可以缩小铸坯中间碳偏析指数范围,改善铸坯的中间偏析。经工艺调整后,本钢矩形坯的中心偏析及中间偏析得到很大改善,轴承钢等高碳钢的中心碳偏析指数能够达到1.10以下,中低碳钢的中间碳偏析指数范围缩窄到0.95～1.05。     

首钢3号铸机凝固末端电磁搅拌技术应用研究

研究了3号方坯连铸机拉速和二冷比水量对铸坯中心偏析的影响;在恒定的拉速下,通过射钉试验测定铸坯在不同冷却强度下的坯壳厚度,为末端电磁搅拌器的安装位置和电磁搅拌参数的确定提供依据;确定了最佳的末端电磁搅拌参数,使连铸坯中心碳偏析程度降低,连铸坯内部质量提高。     

动态轻压下技术在大方坯连铸机上的应用研究

针对代表性钢种45钢进行动态轻压下冶金效果试验,根据连铸机实际生产情况,设定3种拉速,分别实施3个不同压下量进行试验,对压下坯样和对比样做热酸低倍、偏析等对比分析,试验统计结果表明:目前的动态轻压下与动态二冷工艺对45钢是适用的。拉速0.83m/min,压下量4.5mm为当前断面条件下中碳钢实施轻压下的最佳参数。     

Φ150mm圆坯连铸机提拉速工业试验

为提高产能,对圆坯连铸机进行了提拉速工业试验,测定了试验钢种20G的高温力学性能,对二冷设备进行了改造,对钢水过热度、结晶器振动参数及二冷配水等工艺参数进行了调整。试验结果表明,使用改造后的设备和工艺,Φ150mm圆坯连铸拉速可由原来的2.0m/min提高到2.5m/min,铸坯表面温度合理,质量良好。     

包钢大方坯/异形坯复合型连铸机双油缸轻压下技术开发与应用

详细介绍包钢3机3流大方坯/异型坯复合型连铸机双油缸拉矫机动态轻压下技术的功能、设备构成和液压、电气控制原理,通过ANSYS软件校核极端轻压下时拉矫机的变形情况,并采用力矩平衡技术解决轻压下时各拉矫机负载不均的问题。结果表明：该技术可保证双油缸拉矫机远程辊缝控制误差始终保持在±0.1 mm以内,实施各种轻压下工艺参数后拉矫机变形合理可控,铸坯内外部质量优良,碳偏析程度减轻,实际使用效果令人满意。     

拉速对连铸方坯轻压下率的影响

结合压下率理论模型,考察了连铸方坯在不同拉速下压下率的变化规律.结果表明,方坯压下率在轻压下入口处最大,沿拉坯方向线性减少;与板坯相比,两者的压下率值在轻压下入口处均相差不大,方坯压下率值在轻压下出口处较板坯小;拉速每增加0.1 m/min,方坯平均压下率减少约为0.04 mm/m.方坯压下速率的取值范围不受拉速影响,最大值和最小值分别为0.13和0.04 mm/min.压下速率沿拉坯方向呈线性减少,拉速越大,压下速率减少越慢;方坯的平均压下速率也不随拉速变化,保持定值0.088 mm/min,较板坯的平均压下速率小.     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了Φ400mm大断面圆坯连铸凝固传热的数学模型。应用该模型计算了过热度、拉速以及冷却强度等因素对铸坯温度、坯壳厚度、凝固终点的影响,为现场生产确定了合理的二冷工艺参数。生产实践证明,当生产Φ400mm铸坯的拉速达到0．4～0．6．dmin时,自动控制的二次冷却制度满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。