连铸板坯凝固时弯曲应力的数学模型

连铸板坯凝固时弯曲应力的数学模型［英］Ｓ．Ｅ．Ｒｏｙｚｍａｎ１前言为了保证板坯连铸机平稳、不间断地操作，必须有一种可用于区别连铸板坯凝固过程中各种应力（包括复合应力）的等级和分布的概念。连铸板坯浇注过程中伴生应力的原因包括以下几方面：（１）结晶器与板...     

板坯凝固末端轻压下实时控制的热-力学分析

基于对板坯连铸温度场、热—机械应力应变场的数值模拟，研究了不同工艺条件下板坯凝固过程中液芯长度的变化规律。同时还探讨了板坯在液态、凝固和固态冷却过程的收缩行为。通过这两方面的研究，对国外报道的某些连铸机上已采用的凝固末端轻压下技术进行副析，并分析实时控制对板坯质量的重要性，为有效实现凝固末端轻压下技术实时控制的国产化打下理论基础。     

连铸板坯高温力学性能参数的试验研究

应用Gleeble 500D热模拟试验机,以某钢厂四号板坯连铸机上生产的AH36钢板坯为对象,对其重要的高温力学性能参数进行了试验研究,包括弹性极限、屈服强度、高温强度极限、断面收缩率、应力应变曲线、弹性模量、硬化系数、零强度温度和零韧带温度,为连铸板坯凝固传热—应力应变耦合数学模型的准确建立提供了重要的理论参考依据。     

钢种差异性对板坯连铸自由线收缩的影响规律研究

建立了连铸板坯凝固传热与自由线收缩计算模型.揭示了板坯连铸凝固与冷却过程线收缩的一般规律.针对304不锈钢和Q235B板坯连铸,结合实际生产冷却条件的计算分析表明:连铸过程板坯厚度的自由线收缩在二冷初期较为平缓,二冷后期铸坯凝固末端附近为快速线收缩阶段;相同目标表面温度下,304不锈钢板坯在铸机各位置处的厚度方向自由线收缩量均小于Q235B,且随距弯月面距离的增加,两者的差距先逐渐增加后趋于稳定.     

板坯连铸二冷计算机仿真软件的应用

在建立板坯连铸凝固传热数学模型的基础上，应用面向对象的编程语言Visual Basic 6．0开发了板坯连铸二冷计算机仿真软件，并针对国内某板坯连铸机应用仿真软件对其进行凝固过程的进行了模拟、对其二冷凝固过程进行工艺优化．     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200 ～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热...     

不锈钢板坯连铸自由线收缩与辊缝研究

建立了连铸板坯凝固传热与自由线收缩计算模型。揭示了不锈钢板坯连铸凝固与冷却过程线收缩的一般规律,为铸机基础辊缝锥度曲线的设计提供了合理依据。针对304不锈钢板坯连铸,结合实际生产冷却条件的计算分析表明：连铸过程板坯厚度的自由线收缩在二冷初期较为平缓,二冷后期铸坯凝固末端附近为快速线收缩阶段;目标表面温度下,拉速对板坯厚度线收缩量与线收缩率差异影响显著;板坯断面厚度影响次之,浇铸过热度影响不明显。此外,板坯厚度的线收缩沿宽向分布并不均匀,其中角部附近的线收缩量最大,不同部位的线收缩范围构成了该钢种连铸的辊缝设定操作窗口。     

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。     

重钢炼钢厂板坯连铸结晶器保护渣优化选择

本文对重钢炼钢厂所生产的几大类品种钢的凝固特性及连铸板坯表面微裂纹的形成机理进行了分析，结合连铸保护渣的特性探讨，并通过对几大类品种钢连铸保护渣的生产试验和性能优化选择，使板坯表面微裂纹得到有效控制，基本形成了板坯连铸保护渣系列化。     

连铸板坯轻压下位置的研究

结合某厂板坯连铸机的实际情况,采用射钉法对生产的Q345和模具钢连铸坯进行凝固规律计算,计算结果与现有的连铸专家系统计算相互验证。根据连铸专家系统计算,计算得到板坯轻压下的位置。板坯经轻压下之后,连铸坯内部质量明显改善。     

八钢一号板坯连铸机二冷水量的优化计算

采用具有较强通用性的板坯连铸浇铸过程静态仿真软件CCPSOFFLINE，以新疆八钢一号板坯连铸机为分析对象，针对Q235B钢和08A1钢的浇铸进行了二次冷却水量的优化设计，并在实际的浇钢过程中加以了应用。生产结果表明，二冷水量优化后对应的铸坯质量（尤其是三角区裂纹）较之优化前有了明显的改善，说明通过板坯连铸凝固传热仿真计算获得的优化二冷水量具有较好的合理性和适用性，该仿真软件可广泛地应用于板坯连铸机的二冷设计之中。     

连铸板坯中心裂纹产生的原因及防止措施

本文针对连铸板坯存在的中心裂纹，主要介绍了连铸板中心裂纹产生的原因及根据连铸坯的凝固特点，内部裂纹的形成特征，提出了解决的方法和措施。     

酒钢连铸板坯表面纵裂的成因分析及改进措施

连铸板坯表面纵裂起因于结晶器弯月面初生凝固坯壳厚度的不均匀性.针对酒泉钢铁公司4号连铸机的实际生产情况,分析了影响板坯表面纵裂的因素,发现连铸板坯纵裂与结晶器冷却强度、钢水成分、夹杂含量、拉坯速度、钢水过热度等诸因素密切相关.通过采取相应的措施,可使连铸板坯纵裂指数有一定改善.     

不锈钢连铸凝固过程中夹杂物的捕捉规律研究

通过对不锈钢板坯连铸凝固组织枝晶间距的研究,探讨了连铸工艺下铸坯凝固特征参数与夹杂物捕捉之间的关系。首先分析了SUS304、SUS430、SUS409L三个不锈钢钢种正常工况下板坯连铸铸坯的凝固宏观结构及树枝晶微观结构,结合相关数值模拟,估算了这三个不锈钢钢种板坯的凝固系数以及坯壳凝固前沿的凝固速度、温度梯度和冷却速度,并据此推断出夹杂物粒子在结晶器内临界上浮尺寸。     

八钢一号板坯连铸机二冷水量的优化

采用具有较强通用性的板坯连铸浇铸过程静态仿真软件CCPS OFFLINE,以新疆八钢一号板坯连铸机为分析对象,针对Q235B钢和08Al钢的浇铸进行了二次冷却水量的优化设计,并在实际的浇钢过程中加以应用. 生产结果表明, 二冷水量优化后对应的铸坯质量（尤其是三角区裂纹）较之优化前有了明显改善, 说明通过板坯连铸凝固传热仿真计算获得的优化二冷水量具有较好的合理性和适用性, 该仿真软件可广泛应用于板坯连铸机的二冷设计.     

厚板坯连铸凝固过程数值模拟

将鞍钢股份有限公司一炼钢厚板坯连铸结晶器、二冷水导热的实际情况与铸坯凝固导热过程的理论分析相结合,采用VisualBasic语言对厚板坯连铸凝固过程进行了模拟计算,模拟计算结果与铸坯射钉测厚结果基本一致。数值模拟结果表明,一炼钢新购置的动态配水系统实际运行满足铸坯凝固需要。     

1650板坯压下过程热/力学行为及压下工艺优化

为了控制梅钢1 650板坯连铸包晶钢过程铸坯内裂纹发生,基于梅钢1 650板坯连铸机生产实际,建立了1 560mm×230mm断面包晶钢铸坯凝固过程三维热/力耦合有限元模型,揭示了铸坯凝固过程各冷却区内的温度场分布规律和铸坯压下过程应力与变形行为演变规律。结果表明,铸坯在结晶器及零段内冷却强度大,沿拉坯及其垂直方向的温度分布梯度大;在实施铸坯凝固末端压下过程中,铸坯宽面中心与宽向1/4处的表面变形及应力变化较为同步,且靠近铸坯内弧侧凝固前沿的塑性应变最大,铸坯应力最大值集中在角部区域;目前梅钢包晶钢连铸压下区间设置不当,易引发铸坯产生内部裂纹。     

基于连续模型的板坯连铸凝固过程的数值模拟

结合实际测量数据，建立了基于连续模型的板坯连铸过程流场、温度场和凝固的三维耦合数学模型。计算结果表明：该模型可用于描述连铸板坯结晶器和整个二冷喷水区的凝固进程；凝固坯壳的生长限制了流体流动的空间，加快了水口出口钢流的动量衰减；流体流动加快了铸坯内部传热机制由对流向热传导传热的转变进程，控制了两相区的发展。     

八钢一号板坯连铸机二冷水量的优化

采用具有较强通用性的板坯连铸过程静态仿真软件CCPS OFFLINE,以新疆八一钢铁集团一号板坯连铸机为分析对象,针对Q235B钢和08Al钢的浇铸进行了二次冷却水量的优化设计,并在实际的浇钢过程中加以了应用.生产结果表明,二冷水量优化后对应的铸坯质量（尤其是三角区裂纹）较之优化前有了明显的改善,说明通过板坯连铸凝固传热仿真计算获得的优化二冷水量具有较好的合理性和适用性,该仿真软件可广泛地应用于板坯连铸机的二冷设计之中.     

连铸板坯中心偏析的成因及预防措施调研

针对板坯连铸过程中产生的连铸坏中心偏析内部缺陷较严重的问题，分析了产生连铸板坏中心偏析的成因，并提出了包括凝固末端动态轻压下、结晶器电磁搅拌、二冷动态控制、连铸拉速与钢水温度优化核心控制等核心技术。