电磁制动对坯壳冲击和弯月面温度影响的研究

本文采用数值模拟和现场试验研究了电磁制动对CSP结晶器内坯壳冲击和弯月面温度的影响。围绕电磁制动数值模拟，提出了钢水对结晶器内壁或铸坯初凝壳冲击和冲刷作用的半定量分析方法。数值模拟显示：电磁制动使钢水注流对结晶器窄边（最大）冲击位置上升40％，上升流的冲刷强度下降了86％，下降流的冲刷强度下降了10％，这有利于避免发生铸坯初凝壳被钢水热流重熔等现象，从而减少铸坯横裂等凝固缺陷；由现场对比试验知，使用电磁制动使弯月面钢液温度上升5．8℃．利于结晶器内钢水表面的化渣。     

连铸结晶器电磁搅拌磁场及钢液流场模拟

 建立了大方坯连铸结晶器电磁搅拌条件下电磁场及钢液流场数学模型,开发了相应的Visual Cast仿真软件,并应用软件模拟分析了大方坯连铸结晶器内磁场、电磁力分布及双侧孔浸入式水口条件下结晶器内钢液流场的分布特征。结果表明,结晶器内磁场分布均匀,并沿横断面水平旋转,电磁力的旋转周期为磁场旋转周期的一半。电磁搅拌改变了结晶器内流场形态,减小回流区和冲击深度,有利于促进钢液中非金属夹杂物上浮排除,提高大方坯洁净度。     

圆坯结晶器应用电磁搅拌的物理模拟

 以某钢厂 500mm圆坯连铸结晶器为原型,建立了1∶1的物理模型,通过机械搅拌模拟结晶器电磁搅拌,分析研究了电磁搅拌对结晶器内钢液的流动、夹杂物去除率的影响。试验研究表明：电磁搅拌使结晶器内的钢液有一定的水平切向速度,使搅拌区钢水温度的分布更加均匀,有利于结晶器内保护渣的均匀熔化。电磁搅拌能够把水口冲击的轴向速度变为径向速度,从而大大降低流股的冲击深度,能有效地促进夹杂物的上浮和热区中心的上移。但并不是搅拌强度越大,夹杂物的去除率就越高,试验表明,在相同时间内,当搅拌强度为48r/min左右时,夹杂物的上浮率最高。     

黄钢小方坯连铸结晶器密封的改造

为保证结晶器的密封可靠，黄钢对小方坯连铸结晶器的密封结构进行了改造，缩小了冷却死区，并选择了更为经济的硅橡胶密封圈，从而提高了连铸浇成率和结晶器铜管的使用寿命。     

小方坯连铸旋流水口结晶器流场数学模拟研究

针对小方坯连铸过程建立了数学模型,模拟了直通水口和旋流水口结晶器内场,研究了直通水口和旋流水口结晶器内的流动特点。结果表明:旋流水口加强了结晶器上部液体的流动,减弱了下部流动,显著降低射流的冲击深度;随着转子叶片角度减小,射流的冲击深度降低,结晶器上部液体的流动增强。     

板坯连铸结晶器钢液流场的数学模拟

用Fluent流体力学的三维计算软件 ,运用湍流脉动动能κ方程和湍流脉动动能散耗率ε方程的κ-ε双方程模型在给定的数值计算条件下 ,对板坯连铸结晶器内钢液的流场进行了模拟研究 ,结晶器钢液流场的基本特征为 :在结晶器出口方向存在一个速度较快的水平流 ,其冲击到结晶器壁时形成回流 ,把结晶器内钢液分割成上下两个回流区。通过数值计算得出 ,1250 mm × 200 mm板坯结晶器水口合适插入深度为 175mm ,出口倾角 16°～18°和合适拉坯速度为 10～12m/min。     

水口类型对大方坯结晶器内钢水流动与凝固行为的影响

采用数值计算方法对比研究了直通式、4分径向以及新型4分切向水口对大方坯连铸结晶器内钢水流动与凝固行为的影响.结果表明,当前常用的直通式水口对坯壳无冲击,利于坯壳均匀生长,但钢水冲击深度大,易在弯月面处形成死区,不利于大方坯内部及表面质量的提高;改用4分水口浇铸时,结晶器宽、窄面冲击区附近都会出现不同程度的坯壳厚度零增长...     

宝钢—炼钢厂连铸机结晶器浸入式水口吹氩的水模研究

针对宝钢一炼钢厂的结晶器吹氩水口进行了１：１水模实验，研究了不同板坯宽度、拉速、水口出水口面积、出水口角度、浸入深度和吹气量等条件下结晶器液面波动和流股在窄面的冲击点的冲击点的变化情况，并提供了水口优化设计及操作参数，为提高连铸生产率及铸坯质量提供了依据。     

EMS对板坯表层气泡分布的影响研究

采用金相分析法对有无电磁搅拌工艺IF钢板坯表层大于50μm的气泡分布规律进行了统计研究。结果显示,在2种工艺下,气泡以聚集带的形式集中于距离铸坯表面一定的位置,但是在有电磁搅拌工艺时,气泡分布不存在明显的关于宽面中线的对称性。通过对结晶器内流场的模拟分析,揭示出2种工艺的差别主要在于结晶器电磁搅拌改善了水口冲击区流场的分布,有电磁搅拌时,水口冲击区具有较平稳的横向流,有利于气泡的去除,而无结晶器电磁搅拌时,结晶器宽面1/4位置存在较大的纵向旋流区,使得气泡在这一区域聚集且易被捕捉。通过试验与模拟相结合的研究手段,研究了电磁搅拌对铸坯表层气泡的影响规律,对于汽车板用坯料洁净度的控制具有重要的意义。     

内外复合冷却高效结晶器内钢水三维流场数值模拟

提出一种基于结晶器内钢水内外复台冷却高效连铸新技术，即在“结晶器内设置内冷却器——U型管”。采用流体力学分析软件FLUENT，分析了内置U型冷却器时结晶器内钢水的流动状态，并与无内置L型管冷却器时结晶器内钢水流动状态作比较，发现内置U型冷却器使结晶器内钢水的流动状况均匀，钢水的冲击深度减轻，有利于钢中夹杂物上浮。     

湘钢240mm×240mm方坯连铸机高效化改造

通过增加结晶器长度、一次冷却水流量 ,采用二冷动态配水、结晶器液面自动控制和结晶器电磁搅拌等改造措施 ,湘钢 240mm× 240mm方坯连铸机小时产量由 64.73t提高到 84.67t,拉速由 0.5～ 0./8m min提高到 10～ 11m /min ,生产的钢种为 20管坯钢、45钢、中低压锅炉管用钢、40Cr、20Cr等。 20管坯最大合格率由 2 0 0 2年的～ 6 0 %提高到 2003年的 80 %。     

高速连铸铸坯的润滑

通过分析连铸保护渣的物性及结晶器的振动方式对链涛坯的润滑影响，提出了适合于高速连铸的保护渣的物化性能及结晶器振动方式。     

高效方坯连铸机结晶器技术的发展

综合论述了结晶器参数对高效连铸坯质量、成本和生产周期的影响及国内外高效方坯连铸机结晶器的开发现状。     

165 mm×165 mm方坯连铸结晶器安全性的数值模拟分析

运用有限元软件ANSYS热分析模块对浇铸0.2%C钢水的10 mm铜结晶器壁面的温度场、应力场及位移场的分布状况进行数值模拟,比较得出在不同换热系数工况下结晶器壁面的恶劣服役部位的安全性。结果表明,结晶器热面峰值温度为525 K,冷面的峰值温度为475 K;结晶器外壁圆角变形值为0.789 mm,较内壁变形大;结晶器最大等效应力和最大应变均出现在钢液与空气接触的内壁圆角处,分别为218 MPa和0.002 079。结晶器温度、变形和应力均满足连铸安全性要求。     

薄板坯连铸十字出口形浸入式水口结构优化的水模型研究

针对150 t钢包、28 t中间包、60 mm薄板坯连铸的生产条件,采用正交设计的1:2水模型实验,通过测量结晶器液面波高和注流冲击深度,研究了十字出口形浸入式水口出口面积比(2.0～2.4)、出口倾角(15°～35°)、浸入深度(210～270 mm)和拉速(4.0～5.0 m/min)对结晶器流场的影响。结果表明,十字出口形浸人式水口最佳结构为出口面积比2.4,出口倾角25°,在浸入深度240 mm时,可以满足高拉速生产要求。     

奥氏体不锈钢板坯连铸结晶器锥度的优化

针对奥氏体不锈钢连铸中的质量问题 ,对太钢三炼钢 1260mm× 160mm板坯结晶器的锥度进行了分析。通过不锈钢铸坯在结晶器内收缩的计算和拉坯速度、过热度等工艺参数对铸坯收缩影响的分析 ,得出采用双锥度结晶器比单锥度结晶器更符合铸坯在结晶器内的收缩规律 :液面附近 80～200mm区域采用较大锥度 ,液面下 200～800mm的结晶器下部 ,采用较小锥度 ,并在此基础上设计了曲线锥度结晶器。生产试验表明 ,双锥度设计显著改善了铸坯质量 ,消除了窄面鼓肚和中间凹陷等缺陷     

结晶器保护渣对超低碳钢连铸坯表面渗碳的影响

通过超低碳钢渗碳的理论解析和实验测定，研究连铸保护渣对超低碳钢铸坯表面渗碳的影响。在稳态浇注条件下，超低碳钢铸坯表面渗碳量和渗碳深度很小；在非稳态浇注时期，超低碳钢铸坯表面渗碳量和渗碳深度很大。保护渣中含石墨的连铸坯表面渗碳量和渗碳深度最大，碳黑次之，活性炭最小。     

结晶器钢液凝固现象的研究

本文研究了连铸机在正常工作状态下,钢水含碳量、拉坯速度、结晶器冷却水流速等因素对铸坯凝固的影响,并对凝固壳厚度进行了实测,掌握了厚度计算值与实测值的偏差规律,为制订连铸工艺提供了依据。