钢连铸过程中金属结晶器的传热系数分析

结晶器的传热系数用逆解法来决定,并且与加工条件和钢碳当量有关。通过在结晶器壁内的已知位置安装热电偶来测量工厂内连铸机结晶器内的温度而获得试验数据。通过将温度与提前检验过的凝固和传热过程的数字模拟数值进行比较。不同的铸造工艺参数下,热量不同;所以,用数字模型计算了在金属／结晶器界面的传热系数。这一结果可能决定了金属／结晶器界面传热系数的计算式,其中包括了不同工艺参数下的钢种效应,结晶器壁面,铸造速度,结晶器锥度,结晶器截面和浇注温度。     

钢的软接触电磁连铸技术的研究进展

钢的软接触电磁连铸技术(SoftContactElectromagneticContinuousCasting)是利用高频交变电磁场在结晶器内铸坯初始凝固区施加电磁压力来减少钢液与结晶器壁的接触压力,从而减小结晶器振动对铸坯表面质量的影响,降低拉坯阻力和减弱初始凝固点的传热来提高铸坯表面质量。分析了实现钢的软接触电磁连铸在结晶器结构、材质以及电磁场参数等方面需要解决的问题,并介绍了该技术的最新研究成果:高频调幅磁场及无结晶器振动的电磁连铸技术。     

宝钢厚板连铸机结晶器凝固传热模型的研究和开发

以宝钢厚板连铸机结晶器一冷传热过程为研究对象,结合高温铸坯在结晶器内的实际热量传输规律,建立了宝钢厚板连铸机结晶器凝固和传热模型.结晶器内凝固传热过程分为凝固坯壳传热、缝隙间传热和结晶器铜板传热,其中结晶器缝隙问传热模型综合考虑了气隙、保护渣和振痕对传热的影响.利用Fortran语言对模型进行编程,开发出相应的结晶器凝固和传热仿真软件Moheat.结合厚板连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证.所得计算结果符合实际测量值.利用该软件能够对不同生产工艺下的凝固坯壳厚度、坯壳表面温度、结晶器铜板温度、冷却水温差以及结晶器理想锥度等进行计算,分析和优化结晶器一冷制度,指导连铸生产.     

软接触电磁连铸过程中结晶器及初生坯壳的传热

为了解高频磁场对软接触电磁连铸结晶器及初生坯壳传热行为的影响,用有限元二维数值模拟方法计算了软接触连铸过程中结晶器及初生坯壳的传热.得知在高频磁场（f=20 kHz）作用下,电磁场的感应加热会减少连铸初生坯壳的厚度、提高连铸坯的表面温度,并大幅度提高分瓣结晶器铜壁的温度.     

水平连铸坯壳是怎样凝固成型的

水平连铸坯壳是怎样凝固成型的水平连铸中结晶器与中间包直接密封联接，分离环、水口受水冷影响温度较低。因此钢水传热途径向通过铜套壁而被冷却水流带走外，沿轴向经过分离环也将导热。因此钢水首先在分离环处形成三角形断面坯壳，铸坯被周期性拉动后，钢液填入沿旧坯壳...     

宝钢3号板坯连铸结晶器传热行为的模拟研究

通过建立传热模型,研究了板坯结晶器的传热行为.模型的建立考虑到结晶器内湍流运动对过热度分布的影响,提出了耦合流场和温度场求解坯壳热流密度,并将其导入传热模型计算的方法.模型包括凝固坯壳,结晶器缝隙和铜板的传热,其中计算结晶器缝隙间热量传递过程中,综合考虑了振痕、固渣层、液渣层和气隙对传热的影响,并做了相应处理.模型能根据不同的生产工艺(不同断面形状和尺寸、拉速等),对凝固坯壳厚度,表面温度,结晶器铜板温度,冷却水温差,以及结晶器理想锥度等进行计算.结合宝钢3号连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证,所得计算结果符合实际测量值.     

电磁软接触连铸技术对连铸坯表面振痕的影响及原因探讨

电磁软接触连铸技术是一门新兴技术．讨论了电磁软接触连铸技术的产生背景和发展过程;分析了其作用原理;综述国内外学者利用电磁软接触连铸技术实验的冶金效果;实验研究了有无电磁场作用下弯月面区域结晶器壁温的温度变化规律．结果表明：电磁软接触连铸技术可以提高结晶器内壁和金属熔池温度,改善铸坯的初始凝固过程,减轻振痕,提高铸坯的表面质量．最后提出了电磁软接触连铸技术研究中还需进一步研究的关键问题．     

结晶器保护渣工艺性能的控制

1　前　言目前已有文献注重正在凝固的液态渣的性能。结晶器保护渣熔化行为的传统数据 (即软化温度、熔化温度和流动温度 )似乎应该用凝固温度的实测值和液态渣的结晶趋势来代替。这些特性是控制铸坯坯壳和结晶器壁之间润滑及传热的重要参数。因此 ,在钢种和操作参数方面 ,最佳的保护渣凝固温度和渣膜中结晶相的数据是开发或选择合适的结晶器保护渣的基本步骤。　　2　结晶器保护渣的物化特性和工艺性能　　结晶器保护渣的物化特性对如下两个基本过程产生很大影响 ,从而对工艺特点产生很大作用。这两个基本过程是 :( 1 )对初生坯壳的润滑 ;(…     

掌握结晶器保护渣的工艺特性

１　前　言近来,一些文献已将注意力集中到液态渣的凝固特性上。关于结晶器保护渣的熔化行为的常规数据（如软化性能、熔点和流动性）几乎将被凝固温度的测量值和液态结晶趋势的测定所替代。这些特性是控制铸流润滑及铸流和结晶器器壁之间热流量的关键参数。因而,对于特定的钢种和工艺参数,凝固温度和渣膜中结晶相数量的最佳化是开发和选择适当的保护渣时的重要环节。在上述观点的适用性方面,对于方坯连铸和板坯连铸的考虑应有所不同。本文讨论的论点主要针对板坯连铸而言,因为它比方坯连铸产生更多的问题。２　结晶器保护渣的物化性质…     

冷却工艺对薄板坯结晶器传热的影响

为揭示高速连铸结晶器铸坯-铜壁-冷却水体系的传热机制,建立了FTSC结晶器内铸坯-铜壁-冷却水三维流-固-热耦合数值模型。分析了高拉速条件下结晶器冷却工艺对结晶器铜壁和冷却水温度分布的影响。结果表明：采用反向供水铜壁热面温度峰值比正向供水降低15℃,冷却水温度峰值降低14℃;提高冷却水速度可有效降低铜壁和冷却水温度;在保证冷却水不出现沸腾的条件下,增加供水压力对结晶器温度场变化没有影响;冷却水进水温度对铜壁整体和弯月面附近冷却水的温度影响较小。在结晶器下部低热流区,冷却水温度变化受进水温度的影响较为明显。冷却水道与铜壁热面间距对铜壁温度具有显著的影响,对于冷却水温度,冷却水道在距铜壁热面15 mm和25 mm处温度相差不大,距离热面为35 mm时冷却水温度明显降低。     

方坯高效连铸新型结晶器传热分析与应用

提出了方坯高效连铸结晶器有效结构形式,并通过ansys有限元软件,建立高效连铸结晶器与传统结晶器铜管的传热模型,并对其凝固传热以及温度场进行计算对比,重点讨论不同结构形式的结晶器在传热效率及传热均匀性方面的差异,并讨论其对高拉速下坯壳凝固的影响。结果表明,高效结晶器可以使得结晶器的传热效率提高7.8%,并且使得结晶器铜管热面最高温度降低100℃,热面温差降低到5℃以下。作者根据该理论,通过有限元优化设计,设计制造出方坯高效连铸结晶器,并应用于某钢厂155mm方断面的铸机上,稳定生产拉速达到4m/min,最大拉速达到4.46m/min。     

电磁搅拌对大圆坯结晶器冶金行为影响的探讨

 为了探究结晶器电磁搅拌(M EMS)对大圆坯结晶器内综合冶金行为的影响。以大断面圆坯连铸结晶器冶金行为为研究对象,基于电磁热流体与凝固传输理论建立三维耦合数值模型。揭示大圆坯连铸常用五孔水口浇注条件下结晶器内电磁场、流场、传热与凝固等综合冶金行为,提出电磁搅拌对结晶器冶金性能影响的多参量评价方法。以中碳铬钼齿轮钢650 mm大圆坯连铸为例,指出结晶器电磁搅拌存在最佳搅拌电流,可获得相对较好的综合冶金效果。具体表现为弯月面保持一定的切向速度和过热度,有利于保护渣的熔化和夹杂物的上浮去除;液面波动幅度在控制范围内,可避免卷渣、改善表面质量;结晶器内钢液过热得到有效耗散,有利于等轴晶形核改善铸坯内部质量;侧孔出流钢液速度得到有效控制,可抑制注流对初凝坯壳的冲刷,提高了初生坯壳生长的均匀性。此外,电磁搅拌产生的水平旋流强度也可得到有效控制,有利于避免常见的皮下白亮带现象。     

水平连铸坯的热应力计算分析

应用铸坯在凝固过程中的热应力模型，对水平连铸坯进行了传热、应力和应米的计算分析，表明铸坯出结晶器后温度回升太大和凝固末期中心温度的迅速下降，是产生中心裂纹和中间裂纹的可能原因。     

用气体冷却改善真空电弧炉浇铸的技术

瑞士温特图尔市的一冶金工厂对这一技术进行了试验研究。试验时，将氦气注入水冷模模壁与铸锭之间的间隙中，考察它对金属凝固、缩孔大小等的影响。试验发现，铸徒向模壁的传热取决于间隙中所充氦气的压力水平。在最佳操作条件下，使用氦气后，有20％以上的热量迅速被冷却水带走。在浇铸镍基合金作快速冷却时，可减少偏析，并使编孔深度减小30％以上，金属收得率提高25％。用这种技术铸出的铸锭，其表面质量不会降低，铸锭顶、底部温度相差50～100C，热加工性能比不用氦气的要好。对熔穴上方以及锭与模壁间隙中的惰性气体，应作出一定的压…     

结晶器在线监控集成系统的开发与应用

基于板坯连铸结晶器实测的瞬态温度数据,在对结晶器与铸坯传热行为进行反问题计算的基础上,采用并行计算方法,构造出兼顾模拟准确性与实时性的传热反问题并行计算模型,有效解决了模拟计算准确性与实时性间的矛盾,同时借助Visual C++和OpenGL技术,开发出二维、三维的结晶器传热可视化方法,建立了面向在线的结晶器传热与铸坯凝固实时计算及可视化系统。为实时提供结晶器传热与铸坯凝固状态的瞬态信息,精确把握和控制结晶器传热和连铸坯的凝固过程提供了有利支持。     

基于反算热流的结晶器内流动--传热--凝固耦合模拟

基于Navier-Stokes动量方程和湍流低雷诺数k-ε方程,综合考虑能量守恒和钢液凝固与糊状区对流动过程的影响,建立了描述结晶器内钢液流动、传热及凝固过程的三维耦合数学模型.以实测温度和结晶器反问题模型计算出的热流为边界条件,模拟计算了结晶器内钢水的流动、传热和凝固行为.钢液流动决定结晶器内的温度和热流分布,铸坯凝固受钢液流动和结晶器热流双重因素的影响.建立的模型以及由此得到的铸坯凝固非均匀特征可为进一步考察浇铸过程中纵裂和其他表面缺陷提供借鉴和参考.      

水平连铸结晶器的传热特性研究

采用数模计算与实际热试测量相结合的方法,研究了马钢水平连铸结晶器的传热特性(平均热流、热流分布、铸坯凝固传热等)。初步明确了马钢水平连铸结晶器的特点及其热流分布的基本规律。     

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。     

拉漏报警技术在连铸生产中的应用

本文分析了连铸机产生拉漏的原因；简述了拉漏的预报方法，其中重点介绍了测量结晶器铜板温度、结晶器放热量、结晶器器壁、铸坯间摩擦力等方法；并提出了有关我国钢厂在连铸生产中应用拉漏报警技术的建议。     

淮钢方坯结晶器铜管温度的测定

通过分别在结晶器铜管内弧面、外弧面和侧面的不同位置埋设16支热电偶,并采用相应的测温软件,测定了不同拉速下铜管温度随浇注时间的变化关系,计算了不同高度上结晶器热流分布,分析了拉速对结晶器传热的影响。结果表明,开发的测温系统能够测量出铜管的温度场．结晶器热流与拉速之间没有明显的规律性变化。