连铸结晶器与铸坯间保护渣润滑行为的研究

从传热与粘性流体力学的角度考虑,建立了铸坯与结晶器间保护渣的润滑模型。利用此模型,并在计算铸民结晶器温度场的基础上,确定了结晶器与铸坯间保护渣膜的厚度及存在状态。利用N－S方程推导了润滑膜中压强与速度分布以及保护渣消耗等物理量,同时计算了润滑区段的摩擦阻力,为进一步计算铸坯与结晶器间摩擦阻力提供支持。     

唐钢中厚板厂连铸保护渣结晶器渣膜矿相分析

为改善唐钢中厚板厂船板钢的浇铸条件以及铸坯质量,将现场所用保护渣A进行调整形成保护渣B。基于相图平衡计算,采用光学显微镜对保护渣A和B在结晶器内的渣膜进行观察,研究渣膜结构对保护渣润滑和传热的影响机制。结果表明,保护渣A析晶温度和析晶率较高,析晶矿相主要为导热系数大的黄长石,渣膜中存在不均匀分布的气孔,使得铸坯向结晶器传热较快且不均匀,并恶化铸坯润滑,导致发生黏结漏钢,且铸坯出现裂纹,轧材合格率为98.73%。而保护渣B析晶温度和析晶率相应有所降低,渣膜结构分层明显,存在玻璃层,析晶矿相有适量导热系数小的枪晶石,有少量气孔,能有效控制铸坯向结晶器壁的均匀传热,并保证润滑铸坯,避免了黏结漏钢,且显著减少了铸坯裂纹率,轧材合格率为99.65%。     

结晶器无氟保护渣渣膜的传热性和矿物结构

 结晶器和铸坯间的渣膜直接影响铸坯的润滑和传热,由于无氟保护渣特性不同于传统含氟渣,其传热特性以及它在结晶器内的热行为是研发的关键。因此,对结晶器无氟保护渣渣膜的传热和矿物结构进行了研究。研究结果表明：添加适当的Li2O、TiO2和Fe2O3,可使渣具有较好的流动性和较低的熔化温度,使渣膜的硅灰石相区缩小,黄长石相区扩大,从而减低渣膜的传热系数。     

板坯结晶器钢液流动传热和摩擦行为的数值模拟

结晶器摩擦力对连铸顺行非常重要,而钢液流动行为会影响铸坯温度场和保护渣分布,可能对铸坯摩擦力产生一定的影响.利用Fluent软件建立结晶器内钢液流动、传热三维数学模型,并将温度场数据导入Ansys计算铸坯应变,然后根据铸坯-保护渣-结晶器摩擦行为数学模型讨论了渣膜润滑情况,对比了不同水口底部形状下结晶器内液态、固态和总摩擦力.结果表明:不考虑水口射流时结晶器总摩擦力比考虑水口时增大约29.4％;浸入式水口底部形状分别为凸底、平底和凹底3种情况下铸坯窄面中心温度依次降低,凝固壳厚度依次增大,固态摩擦力依次增大,总摩擦力依次增大,液态摩擦力相差较小.     

高效连铸包晶钢大规格圆铸坯用保护渣的设计与实践

介绍了高效连铸包晶钢大规格圆铸坯用保护渣的设计和实践结果.阐述了包晶钢铸坯表面质量的特点、成因以及影响因素,分析了连铸高拉速和铸坯规格的大小对包晶钢铸坯表面质量的影响,指出了保护渣结构对铸坯在结晶器中水平传热和润滑的影响.采用调整保护渣组分来控制铸坯在结晶器中水平传热和润滑的设计思路与方法,设计出的高效连铸包品钢大规格圆铸坯用保护渣满足了产品质量和生产要求.     

液压振动下板坯连铸结晶器摩擦力检测实验研究

结晶器和铸坯之间的润滑与摩擦行为是影响连铸坯质量及生产效率的重要因素.基于宝钢板坯连铸试验平台,开展了液压振动下的结晶器摩擦力检测实验研究.通过检测不同振动参数下,冷态和拉坯时振动系统输出力的变化情况,计算出结晶器与铸坯间摩擦阻力.分析了摩擦力的周期变化行为,讨论了拉坯过程中相关参数的变化特征.为探究结晶器与铸坯间摩擦行为、优化与开发连铸工艺等提供实验基础与技术支持.     

外加液态保护渣连铸生产实践与前景展望

 外加液态保护渣可以提高铸坯质量和可浇性。在某厂板坯连铸机上,分别采用液态保护渣和固态保护渣进行多钢种浇注试验,对比液态保护渣和固态保护渣消耗量、结晶器温度分布、拉坯摩擦力及铸坯质量,并对液态保护渣的应用前景进行展望。结果显示,液态保护渣比固态保护渣消耗量增加60%左右,结晶器温度分布更均匀,连铸拉坯摩擦力降低约15%,铸坯质量有所提高。这说明在连铸过程中,液态保护渣使结晶器和铸坯间传热更均匀;液态保护渣润滑效果更好,可以提高铸坯质量。同时,有望不添加F-、Na+等有害离子,改善环保问题。     

圆坯连铸用保护渣热状态的数值计算及其可视化

根据传热学原理,采用有限差分法对圆坯连铸弯月面上保护渣的热状态进行了数值计算.计算结果较好地预测了弯月面上液渣与固态渣层的温度及厚度分布,并以此研究了保护渣的物理性能和相关的工艺参数对保护渣各层厚度的影响.为准确计算结晶器与铸坯间渣膜的厚度,在计算温度场的同时通过引入修正的经验公式,对渣膜厚度进行初步计算,并将其对径向热流的影响反作用于温度场,反复迭代,最终得到与实测温度数据和文献提供的渣膜厚度数据一致的计算结果,证明此方法简易可行.最后实现了铸坯/结晶器及渣层热状态的可视化.     

正弦振动结晶器摩擦力与负滑脱参数对比分析

结晶器摩擦力是反映结晶器与铸坯间相互作用、评价保护渣润滑性能的重要参数.由于摩擦力的检测与计算比较复杂,一般通过对振动工艺参数的理论分析来估算结晶器与铸坯间的润滑与摩擦.基于液压振动装置的板坯连铸试验平台,对结晶器摩擦力和振动速度进行了检测实验研究.通过对理论与实测计算结果的对比分析,讨论了结晶器摩擦力状态与负滑脱参数的关系及二者随拉速的变化趋势.该研究在制定适宜的振频-拉速匹配关系、定量理解结晶器与铸坯间的瞬态摩擦行为等方面具有一定的指导作用.     

结晶器与铸坯间保护渣传热性能的研究现状

概述了铸坯与结晶器间的保护渣传热,总结了国内外近年来关于保护渣传热检测方法和传热计算的研究现状,并指出现有保护渣传热性能检测方法为一维传热原理,可以反映保护渣的基本传热性能并作为选择保护渣的依据.认为目前的研究只对保护渣的渣膜结构进行了简单的处理或忽略了结晶器弯月面区域的保护渣传热,需进一步加强铸坯与结晶器间保护渣的传...     

连铸结晶器保护渣物化性能的研究进展

连铸结晶器保护渣可减少铸坯粘结和改善结晶器内的传热状况,保证钢种的顺利生产,提高铸坯质量。从保护渣的熔化性能、润滑性能和结晶性能3个方面综述了近年来国内外关于保护渣物化性能的研究现状,分析了连铸生产中保护渣各项物化性能的研究成果和发展水平,指出了结晶器保护渣进一步的研究方向,即保护渣的润滑与传热、吸收夹杂与润滑等的矛盾对保护渣性能的要求。     

连铸坯凝固过程热力耦合有限元模拟

 以铸坯和结晶器之间的间隙热阻为纽带,考虑保护渣凝固对接触热阻和渣膜热阻的影响,建立了连铸结晶器与铸坯热力耦合模型并编写了相应的有限元仿真程序。模型预测的坯壳厚度和实验结果吻合良好,两者差值≤2 mm。应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布。结果表明,随着拉速提高,凝固坯壳厚度减薄,铸坯产生角部裂纹的趋势增加。     

连铸振痕的控制

为确保高速浇铸而无漏钢，必须搞清楚初期凝固坯壳与结晶器壁之间结晶器保护渣的润滑状况，同时这一点也是控制弯月面处理固壳的形成，保证板坯表面质理的基本前提。使用模拟方法计算了结晶器振动过程中，结晶器壁与坯壳间隙间流进的结晶器保护渣量，并分析了与板坯表面振痕深度相关的坯壳变形。模型计算结果与连铸板坯的表面质量吻合很好。     

结晶器非正弦振动对结晶器润滑和铸坯表面质量的影响

运用结晶器润滑效果的理论,通过对结晶器振动参数与结晶器内液体摩擦力及保护渣消耗关系的理论计算,获得增加结晶器振动频率能提高保护渣的消耗量以及提高结晶器振动偏斜率能降低结晶器内液体摩擦力的结论。冷镦钢SWRCH35K 160 mm×160 mm铸坯的应用表明,结晶器振动频率从160 c/min增加至190 c/min时,保护渣消耗量从0.35 kg/t增至0.39 kg/t;并且结晶器振动偏斜率从0.20增至0.25时,结晶器内液体摩擦力降低,显著改善了铸坯表面质量。     

含TiO2无氟保护渣的传热研究及生产实践

在对结晶器无氟保护渣熔粘特性研究的基础上,研究了结晶器无氟保护渣渣膜的传热.即在保护渣熔粘特性的基础上利用添加TiO2来降低和控制铸坯及结晶器之间的热传递.结果表明:采用碱度在0.95～1.05范围内、TiO2含量为2.5%的结晶器无氟保护渣,不仅可保证连铸生产所要求的正常渣耗和结晶器进出水温差,而且铸坯表面质量良好.     

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。     

合金钢连铸结晶器保护渣的基本功能

分析了合金钢连铸结晶器保护渣对钢水的保温和避免钢液氧化功能、吸收夹杂物的能力、以及润滑铸坯和控制传热的功能。改善保护渣的保温性能，有利于减轻振痕缺陷和铸坯皮下夹渣，提高保护渣吸收夹杂能力，防止高合金钢连铸时的漏钢和减少铸坯夹渣缺陷；而协调保护渣传热与润滑的功能对避免粘结漏钢和减少铸坯表面纵裂纹和微裂纹有着不可低估的作用。     

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 ;(…     

振痕生成机理初探

探讨了结晶器使用保护渣润滑和油润滑时铸坯生成振痕的机理，并讨论了结晶器振动频率、振幅和拉坯速度等因素对振痕宽度和深度的影响。     

高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型

为了研究高频磁场下连铸保护渣在结晶器内的润滑状况,建立了高频磁场下连铸保护渣润滑行为数学模型,并应用该数学模型研究了初始凝固时磁场作用下渣道宽度、弯月面高度、渣道动压、渣耗、摩擦力等因素对保护渣润滑行为的影响。结果发现,磁场的作用拓宽了保护渣渣道宽度,增大了弯月面高度,使保护渣渣道入口及出口宽度增加,使初始凝固点下移,改善了传热条件有利于铸坯表面质量提升;磁场的作用减小了因结晶器振动而产生的正压和负压,并且正、负压都是随着磁场强度的增大而减小,但磁场强度存在一个最佳值;磁场的作用增大了渣耗量,改善了铸坯与结晶器之间的润滑;铸坯与结晶器之间摩擦力随着磁场强度的增大而减小,当磁场强度为40 mT时,总摩擦力减小趋于平缓,因此磁场强度为40 mT左右时对减小摩擦力的作用效果较好。