连铸动态轻压下技术的应用

从压下位置的影响和辊子变形的影响等方面,介绍了动态轻压下技术在连铸中的应用。该技术的应用改善了铸坯内部质量,减少了中心偏析和疏松,为实现高效连铸起到了重要作用。     

连铸轴承钢压下技术的研究与应用进展

轴承钢铸坯内部易产生中心疏松、缩孔和中心偏析等缺陷,对轧制及成品都会产生不利影响。连铸压下技术是改善铸坯内部缺陷的一种最有效的方法,综述了压下技术的研究及应用进展,重点介绍了凝固末端大压下技术、凸形辊压下技术、单辊重压下技术和两段式重压下技术,提出大方坯轴承钢末端重压下技术的发展方向。     

异形坯连铸离线动态二冷控制模型的研究与开发

针对异型坯连铸二次冷却过程,基于凝固传热理论建立其二维凝固传热模型,采用非等间距网格离散空间区域,采用显式有限差分算法离散传热方程。以铸坯温度为控制目标建立了PID反馈控制模型。应用Visual Basic 6.0程序设计语言,开发了连铸二冷区离线动态配水控制软件,在铸坯拉速、浇铸温度和钢种发生变化后,该配水控制软件能够对进入二冷区的铸坯信息实行全程跟踪、记录、显示并动态地分配二冷各区的水量,保持铸坯温度分布的稳定。该软件界面友好、通用性强,运行结果证明其控制效果良好,从而为异型坯二冷水量实时动态控制系统的开发奠定了基础。     

连铸轻压下过程极限压下量及工艺参数分析

针对连铸铸坯在各个扇形段中坯壳厚度、温度场分布变化剧烈的特点,系统地研究铸坯在不同压下区间内极限压下量的变化规律。以A36钢连铸坯为研究对象,建立包括铸坯、铸辊以及它们之间多体接触的三维热力耦合模型,在保证工艺质量的前提下对铸坯的极限压下量、压下区间和分配进行系统研究。结果表明,A36钢铸坯从弧形段第一区段到水平段第十区段全过程的极限压下量范围是3.87～6.96 mm,在凝固末端适宜的压下区段为第8～10段,并且在这些压下区域内压下量均匀分配比较适宜。     

连铸动态轻压下位置的研究

准确确定铸坯凝固末端的位置,对于合理选择压下区域、实施动态轻压下有十分重要的意义。本文采用COMSOL软件模拟方坯连铸的凝固过程,分析了影响凝固点位置的因素,为确定铸坯的动态轻压下位置提供了一种有效的手段。     

连铸二次冷却技术

根据钢水凝固传热过程的能量守恒原理,建立二冷凝固—传热数学模型,进行优化计算,制定合理的二冷制度。这是连铸二次冷却技术的基础,是保证铸坯冷却效果,提高铸坯质量的根本。     

板坯连铸机动态轻压下液压伺服系统建模与仿真分析

在板坯连铸机轻压下控制系统中,液压伺服系统的性能直接影响系统的控制精度和铸坯的内部质量。为了提高轻压下液压伺服系统的设计质量,优化元件选型,节省设计成本和开发周期,笔者通过对板坯连铸机动态轻压下液压伺服系统各组成部分的分析,建立各组成部分的数学模型,推导出在位置控制方式下的传递函数。然后利用Matlab(Simulink)进行动态仿真,确定最优控制参数,优化系统。仿真结果和工程应用表明,该伺服控制系统能很好地满足动态轻压下技术的快速响应性,具有良好的稳态精度,使铸坯中心疏松和中心偏析得到明显改善。     

弹簧钢连铸方坯中心碳偏析探讨

对贵钢高碳弹簧钢连铸坯中心碳偏析的形成机理进行了系统的分析,研究了电磁搅拌、钢水过热度、拉速、二冷水量等连铸工艺参数对高碳方坯碳偏析的影响,指出低过热度浇铸和二冷水模强化冷却是解决弹簧钢连铸中心碳偏析的有效方法。     

超大断面圆坯垂直半连铸凝固过程模拟分析

采用垂直半连铸工艺制备直径超过?1 000 mm大型圆坯的方法,是一种优化生产流程,降低材料损耗,提升铸坯质量,突破连铸工艺尺寸极限的变革性制坯方法。该方法将工艺分为浇注拉坯和静置冷却两个阶段。通过模拟分析?1 600 mm大圆坯在不同拉速下的垂直半连铸工艺过程发现在拉坯过程中结晶器内的温度和出口处的坯壳厚度逐步稳定。模拟结果表明,拉坯速度对完成拉坯时的熔池相貌有着显著的影响,当拉坯速度小于0.4 m/min时,纵向截面上的熔池形貌呈V形,在拉坯结束时,凝固坯壳在内部钢水静水压力作用下的应力和变形都较小,出现漏钢事故的可能性较低。在静置冷却阶段,小于0.4 m/min拉速下形成的初始V形熔池,可保证在后续凝固进程中凝固前沿出现明显的自下而上的顺序凝固过程。因此,?1600 mm大圆坯在垂直半连铸工艺条件下的拉坯速度应小于0.4 m/min。     

Q235B环形铸坯显微组织和力学性能的研究

针对短流程铸辗复合成形工艺,以法兰常用材料Q235B碳素钢作为研究对象,通过金相观察、力学性能测试和断口扫描等试验,研究砂型铸造方式和离心铸造方式对环形铸坯组织和力学性能的影响。结果表明,Q235B碳素钢的室温组织主要由铁素体和珠光体组成;砂型铸坯中的铁素体以块状的形式存在,且晶粒较为粗大,离心铸坯中的铁素体以针状和块状的形式存在,且晶粒较为细小。离心铸坯的抗拉强度和塑性、冲击韧度均明显优于砂型铸坯。砂型铸坯的拉伸断口呈现韧窝和准解理并存的混合断裂特征,冲击断口几乎为完全的脆性解理断裂特征;离心铸坯的拉伸断口几乎为完全的韧性断裂特征,冲击断口由撕裂韧窝区域和解理区域组成。     

6t锭补注工艺优化

自从6 t锭投产以来,其钢锭锭身上部尤其是帽口线处的缩孔和锭身的中心疏松一直是困扰该种锭型的主要质量问题。钢锭上部缩孔和中心疏松的形成与补注有直接关系,现行工艺的执行,虽然在一定程度上减轻了上属质量问题,但结果不令人满意。本次工艺试验的主要目的是通过对6 t锭浇注的过热度和补注时间进行分段试验,以得出在不同过热度下的最佳补注时间和浇注该种锭型的最佳过热度,从而实现6 t锭补注工艺的优化。     

直冷连铸工艺参数对超轻LA141合金板坯温度场的影响

直冷连铸工艺中各铸造参数的互相匹配至关重要,通过有限差分方法,用Visual C++6.0建立了超轻LA141合金扁坯连铸过程中三维温度场的数学模型,讨论了各种工艺参数,如拉坯速度、冷却水流量、浇注温度等对凝固过程中板坯温度场的影响,在此基础上优化了超轻合金LA141合金扁坯直冷连铸工艺参数。结果表明:冷却水流量对液穴深度的影响较小,提高浇注温度和拉坯速度使液穴变深,出结晶器时凝固壳层厚度减小。优化后的工艺参数为浇注温度670~700℃,冷却水流量0.8~1.0 m3.h-1,拉坯速度1.0~1.25 mm.s-1。     

Computational modeling and control system of continuous casting process

A finite difference model was developed and applied to calculate the temperature distribution and solid shell thickness profile of continuous cast in a steel plant and to control the process of continuous casting. In the developed model, the optimization module of the water distribution of secondary cooling zone was established according to the metallurgical criterion for billet and target temperature controlling principle. The quantitative relation expressions of casting speed and water amount can be regressed by the result data. Meanwhile, the non-linear material properties of specific heat and thermal conductivity as well as phase changes during solidification were considered in the model. The calculated results of the model were in good accordance with measured data in the steel plant. Finally, a continuous casting and control system was developed based on the model. The relations between technology parameters including casting speed, cooling intensity, superheat of melt, and the casting process were analyzed with the system. The system could also be used to predict the optimum process parameters and the water distribution of secondary cooling zone on the new steel grade continuous casting.     

新型结晶器基本参数研究及其内钢液行为仿真

为降低立式连铸机的高度,减小设备尺寸,依据经验公式计算特大方坯连铸机拉坯速度及液相穴深度。根据计算结果及可行性分析,认为拉坯速度为0.2m/min较为适合。基于结晶器传热学理论分析,提出了一种新型结晶器,即回字形结晶器。模拟分析了在结晶器内部设置内冷却器及偏转水口的作用,分析结果表明回字形结晶器可以提高传热效率,减少中心偏析,形成水平旋流以利于均匀钢水成分及坯壳生长,降低钢水冲击深度,达到电磁搅拌的冶金效果。经计算证明,采用回字形结晶器可以降低铸坯液相穴深度,从而降低铸机基础建设费用。     

强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短,而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象,随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值,砂芯向铸件输送热量;而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度,能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件;强制风冷对流换热系数高,冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进,砂芯采用强制风冷;模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移,表明冒口补缩能力增强;同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合,验证了模拟结果的可行性,由于砂芯在高温热作用下的时间短,经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。     

A novel approach to simulate segregation at the centreline of continuously cast steel using laser-scanning confocal microscopy

A concentric solidification technique was employed to simulate the segregation of alloying elements that occur during solidification at the centreline of continuously cast steel. Microstructural development of low carbon steel upon solidification has been observed in situ in a laser-scanning confocal microscope. Sulphide precipitates that formed in the last remaining liquid were identified, and evidence is provided that segregation occurring at the centreline of steel slabs can reasonably be simulated by the use of the concentric solidification technique.     

软接触电磁连铸铝制结晶器的改进

通过增加硅钢片改造了电磁连铸铝制结晶器,测定了改造后结晶器内的磁场分布;应用改造后的结晶器进行软接触电磁连铸制备了7050铝合金锭,研究了铸锭的凝固组织及溶质分布情况.结果表明:改造后的结晶器内磁场显著增强,结晶器内磁感应强度在同一高度上角部的最大,短边中心的次之,长边中心的较短边中心的稍弱,平面中心的最小,各点的磁感...     

铸件成形过程非稳定温度场的有限元模型

以Galerkin法建立非稳定导热问题的有限元方程。通过对守恒条件的讨论,确立了以单元边长为权因子的铸件成形过程非稳定温度场的守恒有限元模型。为了在模型中较准确地计入铸件凝固过程中特有的潜热释放现象,应用差热分析的原理实测了低碳钢的凝固潜热曲线,并建立与此相适应的潜热处理局部迭代法。因此,该模型具有可靠、简便、计算速度快和精度较高等特点。     

汽车缸套离心铸造凝固数值模拟研究

建立汽车缸套离心铸造凝固过程的数学及物理模型,对汽车缸套离心铸造的凝固过程进行数值模拟,得到汽车缸套离心铸造过程中的温度场、液固相分布及缩孔缩松状况。结果表明:采用数值模拟分析能够使汽车缸套的高速、高温、复杂的卧式离心铸造过程可视化,并可方便地通过改变铸造参数来分析对铸造效果的影响;合适的铸型转速会对充型产生较大的影响,过小则会产生雨淋现象,过大则会使充型不连续;为减少铸件外表面及端面与内表面中心部分凝固速度的差距,可以适当提高铸型的预热温度。