二冷强度对连铸小方坯凝固过程影响规律的数模研究

针对连铸小方坯的中心疏松等质量缺陷,建立了凝固传热数学模型,以研究二冷强度对连铸小方坯凝固过程的影响规律,优化二冷制度,改善铸坯质量.本文基于射钉和测温实验所建立的小方坯凝固传热模型精细度较高,用此模型深入研究二冷喷嘴的数量和喷射范围对小方坯凝固传热的影响;经验证,模拟结果与实测结果误差在1.7％以内.利用该模型定量分析了二冷强度对铸坯温度,凝固坯壳厚度和凝固终点的影响规律.结果表明,随着二冷强度的增大,二冷区内的铸坯表面中心温度降低,而进入空冷区后则逐渐趋于一致.二冷强度每增加10％,足辊段出口处温度平均降低8℃,二冷一段出口处温度平均降低10.75℃,二冷二段出口处温度平均降低10.75℃,二冷三段出口处温度平均降低9.75℃,铸坯凝固终点缩短约0.168m.     

蚁群多目标优化在连铸二冷配水中的应用

通过连铸板坯凝固传热模型,求解铸坯表面温度分布,根据冶金准则及设备约束条件设计连铸二冷优化多目标函数,按照分目标的重要程度确定其所占的权重.通过对二冷段的水量分别离散化生成蚁群算法的节点及路径,以目标函数最小化为准则,对二冷各段水量进行优化.优化后的二冷区铸坯表面最大的冷却速率由152 C/m降至72 C/m,表面最大...     

方坯连铸凝固传热数值模拟及二冷动态控制

二冷是影响连铸机生产和铸坯质量的重要因素,针对连铸二冷区的均匀冷却问题,建立了方坯连铸机数学模型,其中包括铸坯凝固传热模型和二冷配水控制模型．采用二维有限元差分法求解凝固传热模型,分析了铸流在二冷区的凝固过程中温度场分布和凝固坯壳厚度,为建立二冷控制模型提供了依据和输入数据．建立了基于中间包钢水连续测温和有效拉速实现二冷动态前馈控制模型。该控制模型成功应用于实际铸机的二冷配水,应用结果表明：二冷动态控制模型具有比传统二冷配水控制模型更好的控制效果,铸坯质量有了明显提高．     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

大方坯连铸过程中铸坯传热及凝固行为的研究

结晶器和二冷区传热对大方坯产品质量和铸机的生产率有重要影响，本文讨论了包钢引进的全国最大的方坯连铸机在拉坯时结晶器和二冷区传热情况以及坯壳凝固生长，铸坯温度的变化规律。着重讨论了电磁搅拌，过热度和拉速对坯壳凝固和生长规律的影响，指出控制铸坯凝固的主要因素是凝固潜热，影响凝固未端的最主要因素是拉速，而电磁搅拌对其影响区内的传热和坯壳生长和铸坯温度亦有重大影响。     

小方坯连铸二冷配水对凝固与传热的影响

研究小方坯连铸在二次冷却过程中的坯壳凝固情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型,计算出在整个连铸过程中温度变化和温度场分布,并得出在二冷区铸坯凝固速度与换热系数的关系.     

马钢板坯连铸机铸坯凝固偏移起始位置的测定与计算

马钢四钢轧板坯连铸机生产过程中发现铸坯在二冷过程中内、外弧冷却极不均匀,铸坯组织出现等轴晶区向外弧方向严重偏移。通过射钉试验确定铸坯综合凝固系数,并对铸坯低倍组织的测量获得铸坯凝固组织发生不均匀的起始坯壳厚度,再结合二冷区坯壳厚度的计算公式就可推导出铸坯凝固组织偏移的起始位置。     

高效方坯连铸二冷水控制数据模型

通过建立数学模型,用计算机仿真连铸条件下二冷区铸坯的冷却过程,模拟出了二冷区各段的 水量分布和铸坯表面的温度分布,优化出最佳二冷制度,为实际生产中实现高效连铸和计算机 控制提供了恰当的理论依据并获得了良好的效果     

CSP工艺中连铸热过程的数值模拟

依据CSP连铸工艺中结晶器内钢液凝固、二冷区内铸坯与喷淋水和轧辊及空冷区内铸坯的传热特点,采用了(1)符合实际的等效比热模型;(2)实物模型实验的二冷区冷却公式;(3)能表达结晶与坯壳表面气隙传热的等效导热系数,建立了能真实反映连铸热过程中铸坯温度数字化的数学模型.通过对模型的求解,计算分析了铸坯温度坯壳厚度随连铸过程的变化规律,模型的应用对提高产品质量、优化生产工艺有一定的实际意义.     

连铸二冷动态控制算法研究

连铸二冷动态控制是提高铸坯质量的关键技术,针对常规PID控制在拉速扰动时引起铸坯表面温度波动大的问题,本文基于在线凝固传热模型建立不同拉速下的二冷过程模型,以方坯铸机为对象研究一种自适应PID动态权值调整法用于二冷动态控制,并与常规PID进行对比仿真研究。研究结果表明:当拉速突变时,动态权值调整法能更好的适应系统的变化,模型适配能力强,鲁棒性好,可使控制系统更快的趋于稳定。     

连铸板坯二冷区的应力分析

以某钢厂二号板坯连铸机结晶器至二冷区的35钢连铸坯为研究对象,采用有限元软件MSC.MARC建立沿拉坯方向上铸坯的二维纵断面弹塑性应力模型,对连铸坯的连铸过程进行数值模拟,研究不同拉速下铸坯表面应力和裂纹指数的变化规律。仿真结果表明,铸坯表面应力和裂纹指数随着拉坯速度的提升而增大,连铸坯的拉速控制在1.2m/min以内时,表面裂纹可得到较好的控制。     

CSP结晶器内钢液流动及凝固的数值模拟

应用数值模拟方法,建立CSP漏斗型结晶器内钢液流动及凝固传热耦合模型。针对结晶器内铸坯角部受到强冷的特点,对结晶器内热流密度采用修正方程进行计算,分析热流密度修正系数对铸坯凝固坯壳表面温度计算精度的影响。通过比较不同拉坯速率下结晶器内钢液凝固的特点,研究凝固坯壳对结晶器内钢液流动行为的影响。结果表明,采用热流密度修正系数后,铸坯凝固坯壳角部温度的计算值与实际情况更相符;提高拉坯速率可使铸坯凝固坯壳厚度减小;拉坯速率较大时凝固坯壳厚度随铸坯距弯月面距离的增大基本呈线性增长,拉坯速率为3m/min时,凝固坯壳在生长过程中厚度的增长有短暂的停滞现象;凝固坯壳对钢液流动的影响较大,主要是由钢液有效流动区域减少及两相区额外动量阻损造成的。     

优化二冷制度实现宽板坯角部复热的研究

根据国内某厂宽板坯连铸工艺条件,利用二维非稳态传热模型及喷嘴冷却特性,分析不同因素对铸坯角部复热的影响规律。结果表明,铸坯断面宽度为1800 mm时,喷嘴间距选为450 mm,铸坯宽面表面温差小,有利于实现铸坯的角部复热;喷嘴间距一定,随二冷区比水量的减小及铸坯宽面外侧两喷嘴冷却水量的降低,铸坯角部复热效果更好;较小的角部凝固坯壳厚度有利于减小内部高温钢液蓄含的热量向铸坯角部传递的阻力,改善角部复热效果。     

R6m连铸机二次冷却区设计

二次冷却区在连铸生产中具有重要作用，它的结构和主要参数直接影响铸坯的质量和产量。本文依据某钢厂Ｒ６ｍ连铸机二次冷却区的设计过程，说明了二次冷却区应有的结构特点和主要参数计算方法，并得出了有用的结论。     

高拉速情况下容易出现的铸坯缺陷

连铸机拉坯速度与铸坯质量有着非常复杂的关系。由于拉速提高，钢水在结晶器中的流动状态更加激烈，传热及凝固过程易于波动，高拉速时容易出现偏角纵裂纹漏钢、铸坯表面纵裂纹。拉速提高，钢水中夹杂物上浮困难，二次冷却区液心长度增长，受各种应力的作用，铸流在此区间的湍流影响范围较大，易于产生内裂和偏析。     

异型坯连铸机拉矫阻力计算

讨论了异型坯连铸机拉坯阻力的计算方法,将异型坯视为两个板坯的组合,重点是依据金属的弹性及高温蠕变特性,计算了二冷段凝固坯壳的鼓肚值及支承辊矫平坯壳鼓肚的阻力、拉矫辊与铸坯间的滚动摩擦阻力,计算结果与实际情况相吻合。     

电磁搅拌技术

连铸过程采用电磁搅拌的主要作用是提高连铸坯的质量，例如去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高连铸坯的等轴晶率．因此，在浇铸断面较大的铸坯如大方坯、大板坯以及浇铸质量要求较高或易出现质量问题的钢种时，电磁搅拌技术便成为首选．按照搅拌的位置不同，连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌(M—EMS)、二冷区电磁搅拌(S—EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)．目前，方坯连铸应用较多的是结晶器电磁搅拌，有时为进一步提高质量，增加凝固末端电磁搅拌，即结晶器与凝固末端联合搅拌．板坯连铸应用较多的是二冷区电磁搅拌．近年来，板坯结晶器电磁搅拌技术的应用逐渐为各国钢铁企业所重视，特别是日本在这方面的开发与应用十分活跃．     

不同铸轧条件下铸轧区温度场分析

依据建立的铝双辊铸轧区熔体流动凝固传热模型对铸轧区的温度场进行了数值模拟,研究了不同的铸轧工艺参数包括铸轧速度、带坯厚度、铸轧辊直径、内冷强度、铸轧区长度的变化对铸轧区温度场的影响规律,结果表明:铸轧速度增加,铸造区长度增加,带坯的出口温度增大;内冷强度的增加,铸造区长度变短,带坯的出口温度减小,这种影响随着内冷强度的增加而逐渐减弱.从而为优化铸轧工艺参数提供依据.     

连续铸轧辊套传热分析

在连续铸轧中，金属液经铸嘴装置连续不断地注入2个相向旋转，内部通水冷却的铸轧辊的辊缝中间，金属液在辊中冷却，凝固结晶并经轧制成形，作者通过建立铸坯与铸轧辊辊套之间强温度耦合特性的界面接触热导模型及铸坯和铸轧辊辊套传热数学模型，对铸轧辊与铸坯的温度场进行了仿真，并分析了辊套的厚度，导热系数和表面粗糙度对辊套温度分布的影响，通过仿真分析发现：辊套外表面温度在铸轧区变化剧烈，辊套进入铸轧区入口处温度开始急剧上升，但最高温度并不在出口,而是在轧制区靠近出口,辊套离开铸轧后温度开始下降，进入入口处时温度降至最低；界面导热能力随辊套表面粗糙度减小，辊套材料的导热系数增大，辊套厚度减小而增大。     

基于神经网络的铸坯凝固过程自适应控制

对铸坯冷却过程模型进行了改进，同时采用最小方差自适应控制策略和多层前馈神经网络技术，设计了一种铸坯表面温度自适应控制器，该方法克服了传统的拉速配水和根据传热学模型控制喷水的不足，具有一定的实用价值。