连铸保护渣润滑行为的数学模拟

应用传热学和粘性流体力学原理，模拟探讨了连铸保护渣的润滑作用，分析了各种因素对铸坯所受摩擦力的影响，从而为评价保护渣的润滑作用，优化连铸工艺提供了理论依据。     

连铸保护渣开发状况分析

对连铸保护渣的发展历程进行了详细介绍,对保护渣的渣层结构控制、绝热保温、防止氧化、润滑、改善传热和吸收夹杂物等冶金功能进行了论述,并按生产方式的不同对几种保护渣的加工方式及优缺点进行了分析,对无氟保护渣、超低碳保护渣、彩色保护渣及高铝钢保护渣的研究现状进行了简要介绍。     

结晶器中连铸保护渣的润滑与选择

在Hasselströn,Chone等人工作的基础上,根据流体力学原理推导了一个计算连铸结晶器中保护渣膜厚度的新公式。和原有计算法相比,该公式考察的因素更全面,它为保护渣的选择和连铸有关工艺参数的确定提供了依据。     

圆坯连铸结晶器热流研究

 对圆坯连铸结晶器平均热流和局部热流进行了研究。分析了拉速、电磁搅拌电流和弯月面波动等工艺参数对结晶器局部热流(高热流区热流)和平均热流的影响。结果表明：拉速为14~26 m/min,搅拌电流在200~320 A时,局部热流与平均热流变化趋势不完全一致。局部热流对工艺参数反应敏感,传热极不均匀;平均热流不能完全反映局部热流的变化,局部热流能更及时地反映坯壳的凝固情况。     

高拉速用连铸保护渣的研究现状

概述了高拉速连铸的特点及对保护渣的要求，总结了国内外近年来在高拉速用连铸保护渣方面的研究、生产和应用现状。重点介绍了国内外近年来有关高拉速板坯连铸保护渣中各成分对粘度、熔化温度、熔化速度的影响以及保护渣生产制造工艺的研究成果和应用实例。     

薄板坯连铸无取向电工钢用保护渣的研究

针对薄板坯连铸无取向电工钢钢种及相应的结晶器保护渣特点,分析了保护渣理化性能与无取向电工钢增碳及浇注过程中结晶器热流的关系.研究发现,通过降低渣中配碳量(w(C)＜2%),并控制液渣层厚度保持在5～10 mm等方法,可有效防止保护渣引起的增碳;通过调整保护渣理化性能即降低保护渣的碱度和熔化温度的方法,可以提高无取向电工钢浇注过程中的结晶器热流,获得能够实现浇注过程中热流稳定、不引起增碳、板卷质量良好的无取向电工钢结晶器保护渣理化性能指标.     

连铸保护渣性能与钢种、工艺参数关系的初探

从低、中、高碳钢等钢种本身性能及凝固收缩特点出发研究了不同钢种用保护渣性能特点,并分析了拉速、铸坯断面形状、尺寸及结晶器振动特性等连铸工艺参数对保护渣性能的要求,找出了不同钢种及工艺条件对保护渣性能设计的特点。     

方坯连铸保护渣渣膜润滑行为的理论研究

应用传热学和粘性流体力学原理，用数学模拟的方法描述了方坯连铸结晶器内保护渣的润滑行为，计算不同浇注条件下铸坯所受摩擦力，分析了各种因素对铸坯所受摩擦力的影响。     

连铸结晶器非正弦振动系统神经元控制研究

连铸机结晶器非正弦振动的目的是减少振动的负滑脱时间,为了提高非正弦振动的控制精度,采用了单神经元自适应PID控制,与传统PID的控制效果进行了比较。仿真及试验结果表明:单神经元自适应PID控制提高了结晶器振动的响应速度,有效地保证了结晶器振动负滑脱时间这一控制指标;减小了位置跟踪波形的畸变,使结晶器按给定非正弦振动特性曲线运动。     

连铸圆坯结晶器的热流分析

笔者采用专门设计的热流传感器对弧形连铸圆坯结晶器的热流进行在线检测.结果表明:沿结晶器的高度和周向热流的分布是瞬间变化且不均匀的.温度的在线检测不能代替热流的在线检测,后者可更准确和直接地反映结晶器传热和坯壳厚度的均匀性;同时在线检测结晶器的温度和热流有可能对结晶器的设备状态(如结晶器的安装状况和水垢状况)实现在线预测.     

稀土氧化物对连铸保护渣结晶温度的影响

为了解决稀土钢浇注时因稀土氧化物进入保护渣导致保护渣性能改变的问题,用热重一差热分析仪系统地观测了稀土氧化物对不同碱度及BaO、B2O3和Li2O含量的保护渣结晶温度的影响。结果表明,稀土氧化物对保护渣结晶温度影响显著,特别是稀土氧化物从零增至5％时最为明显。随着稀土氧化物含量的继续增加,保护渣结晶温度缓慢升高。低碱度可以抑制保护渣中稀土矿物初生晶核的析出;BaO有利于稀土氧化物在保护渣中的溶解和扩散;B2O3基本上可消除稀土氧化物引起的保护渣结晶温度升高的不良影响;Li2O可阻止高熔点结晶相的析出,降低含稀土氧化物保护渣的结晶温度。     

高拉速连铸结晶器非正弦振动同步控制模型

 结晶器非正弦振动是实施高拉速连铸和提高铸坯质量的关键技术。提出了结晶器非正弦振动波形及振动工艺参数的确定方法和基本参数的选取原则,并结合高拉速连铸机的特点,分析了振动基本参数对工艺参数的影响规律,建立了拉速与振动基本参数间的同步控制关系,为改善工艺参数、最大限度地发挥非正弦振动技术优势、满足高效连铸生产要求提供了依据和指导。     

连铸保护渣中CaF_2含量对脱玻化性能的影响

通过运用SHTTⅡ型熔化结晶温度测试仪构建了TTT曲线,计算出不同CaF_2下保护渣脱玻化活化能;再通过X射线衍射仪并结合JADE软件计算出结晶率和分析结晶矿相;最后利用金相显微镜,观察多种回温处理下不同CaF_2含量的保护渣渣膜的表面形貌,探究CaF_2对保护渣脱玻化的影响。试验结果表明:随着CaF_2含量增加保护渣脱玻化的温度和活化能不断降低,渣膜表面粗糙度增大;随着玻璃体渣膜处理温度的升高,保护渣析出矿相种类单一化。     

中碳钢板坯连铸保护渣的结晶性能

为了解结晶器与坯壳间渣膜的结晶状态，用热丝法熔化性能测定仪对保护渣结晶性能进行研究。结果表明：连续冷却过程中，结晶是在一定温度范围内进行的；冷却速率越大，结晶温度越低；冷却速率超过一定值时，保护渣不结晶。不同温度下的等温实验结果表明：在一定过冷度范围内，保护渣开始结晶；过冷度的大小与结晶开始和结束时间有关；水蒸气可促进保护渣结晶，在不同温度等温时，保护渣结晶开始温度提高，结晶开始时间缩短。     

连铸结晶器保护渣黏度的测试与应用

使用旋转柱体法,对四种型号的连铸结晶器保护渣进行了黏度测试,得到了黏度值随温度的变化关系。在板坯连铸机试用了各型号保护渣,取得了不同的使用效果。     

新钢板坯连铸用保护渣的开发

介绍了新钢板坯连铸的凝固特点及对保护渣性能的要求。研制开发出了板坯连铸用保护渣。工业试验表明：研制的保护渣具有良好的使用效果。     

连铸结晶器非正弦振动参数及同步控制模型的研究

给出了一种用于连铸生产的非正弦振动波形,并对其波形参数和振动工艺参数进行了讨论。结果表明：这种非正弦振动波形具有较好的拉坯速度适应范围,能够满足连铸生产的要求。另外,还对其波形参数的选择方法进行了探讨,导出了该非正弦振动的同步控制模型。     

保护渣性能对结晶器内传热的影响

在实验室模拟研究了结晶器内酸性保护渣的传热情况。结果表明:增加保护渣的粘度、提高保护渣的凝固温度,结晶器与坯壳之间渣膜的传热系数和热流密度都减小而热阻增加。通过调整保护渣的性能,可调节渣膜的传热系数,使其适应连铸坯生产的要求。

     

连续铸钢过程中结晶器的传热研究

 为了研究结晶器内壁温度的分布,设计了模拟结晶器工作过程的实验装置,并进行了实验。实验结果表明,结晶器内壁温度趋近于冷却水温度。基于实验,推导了结晶器边界等效导热系数。该系数用于解决金属和冷却水之间的传热,即反映结晶器的传热能力。用等效导热系数处理结晶器的边界传热,对包括结晶器在内的连铸凝固进程温度场进行数值模拟既简单又方便,并且计算结果与实验结果符合。还讨论了拉坯速度和冷却水流量对结晶器温度场的影响。