连铸板坯夹渣缺陷手工清理工艺

介绍了宝山钢铁股份公司连铸板坯夹渣缺陷的分布规律,以及手工火焰清理工艺的改进,检测结果表明,改进后的工艺能够有效减少夹渣缺陷,提高连铸板坯的表层质量,而且方法简单,便于操作和推广。     

Study on the non-uniform slab shrinkage of special steel during slab continuous casting

A full-scale finite-element stress model of a slab and its mould was developed to analyse the non-uniform slab shrinkage of special steel in a vertical caster during slab continuous casting. The stress model was based on the heat transfer model which was validated by comparing the calculated temperature with the measured ones. According to the shrinkage calculation, the single linear taper is not suitable for the continuous casting of this special steel, and the narrow face taper need to be calculated and optimised. It will provide a helpful tool for further improving the casting parameters and operations for special steel.     

连铸铸余渣的返回利用

为了合理利用返回的连铸铸余渣,对铸余渣组分进行分析,得到其碱度平均值为4．09,w（TFe＋MnO）平均值为1．64％,属于高碱度还原性炉渣。对4种铸余渣返回利用方式进行了对比分析,结果表明：返回利用效果优劣次序依次为出钢前、出钢后、LF精炼开始前和LF精炼造渣期。在转炉出钢前进行返回利用效果最佳,适宜的铸余渣返回量为5．0～12．0kg／t,吨钢综合冶炼成本可节约5．94元。     

板坯连铸过程包含相变的三维瞬态热传导数值模拟

利用有限元软件ABAQUS／Standard对连铸结晶器和板坯进行了三维瞬态热传导数值分析，数值模拟计算了温度场．假设相变是在恒温下进行的，三维瞬态热传导方程中引入了潜热，即模拟过程考虑了金属结晶过程中释放的热量．同时也考虑了运动的板坯与结晶器之间的相互作用，从而获得了更准确的连铸过程中结晶器和板坯的温度场分布．     

基于无网格伽辽金法的板坯传热及力学行为

 与基于网格离散的数值计算方法相比,无网格方法利用离散节点代替网格单元,回避了拓扑结构复杂、单元编号和信息传递等问题,在模拟分析相变界面移动、大变形、裂纹动态扩展等方面展现出极大的适用性。依据移动最小二乘法构造了场量近似函数,针对连铸板坯在结晶器初始凝固过程中的传热特征,构造和推导了基于无网格伽辽金法的板坯传热和凝固行为控制方程,结合采用伽辽金积分弱形式和变分原理,建立了铸坯热弹塑性二维横截面数值计算模型,以连铸生产现场实测铜板温度反算的结晶器热流为边界条件,模拟和分析了结晶器内初生坯壳的非均匀传热、应力和应变。研究结果表明,板坯在结晶器内宽度方向的传热和力学行为呈现出显著的非均匀特征,在距离弯月面200 mm范围内是应力应变快速增长阶段,之后应力应变增长速度放缓,距弯月面550 mm处,铸坯等效应力和应变出现极大值,分别为15.97 MPa和0.76%;在宽度方向上,角部受二维散热的影响,温度下降较快,出现应力集中现象,相邻的偏角部存在应力应变低谷,与角部在温度、应力、应变方面存在较大差异。上述结果验证了无网格方法计算铸坯非均匀传热、力学行为的可行性和适用性,为无网格方法应用至铸坯裂纹萌生与扩展的研究提供基础和参考。     

钢包铸余渣的热循环利用

介绍了武钢CSP钢包铸余渣的热态循环回收利用工艺,该工艺在LF炉对连铸钢包液态铸余渣进行了热态在线循环利用,深入分析了铸余渣循环利用过程中LF炉精炼终渣变化及其对钢水质量的影响。结果表明:通过热态渣的在线循环,LF炉造渣料及脱氧剂消耗大幅降低,其中石灰降低1.01kg/t,精炼渣降低0.21kg/t,脱氧剂铝合金降低0.20kg/t,电耗降低3.66kWh/t,回收了浇铸残余钢水,金属料消耗降低3.0kg/t。     

连铸初始凝固区域传热研究进展

连铸初始凝固阶段的传热决定了初始凝固坯壳的形成,讨论了初始凝固坯壳的两大形成机理,探讨了初始凝固阶段的传热行为,分析了连铸中各种因素对初始凝固阶段传热的影响,进一步解释了电磁连铸技术对初始凝固传热的改善.     

宝钢1930mm板坯连铸二冷传热模型的研究与开发

基于二维非稳态传热数学模型理论，并结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律，将二：冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热4个过程，根据宝钢一炼钢1930mm板坯连铸机具体条件，建立其连铸二冷传热模型。利用面向对象的VisualBasic6．0高级语言对模型进行编程，开发出相应的连铸二冷仿真软件。利用红外线测温仪采集铸坯温度对模型结果进行验证，现场铸坯测温和仿真结果比较得出温差在20℃以内，偏差范嗣为1．0％～2．5％，说明仿真模型和仿真结果真实可靠。应用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化，指导连铸生产。     

大方坯连铸过程凝固规律

通过建立425mm×320mm连铸大方坯二维凝固传热数学模型,模拟了凝固坯壳的长大过程,并通过窄面射钉实验对数学模型进行了验证,精确得到了任意位置处大方坯凝固坯壳的厚度分布情况及最终凝固终点的位置,发现经典的凝固平方根定律对于连铸大方坯的凝壳长大进程不再适用.回归宽面中心坯壳厚度与凝固时间平方根的关系式发现,结晶器弯月面至二冷区出口,近似为线性关系,符合平方根定律,二冷区出口至凝固终点,二者为非线性关系,不再符合平方根定律.     

圆坯连铸过程中坯壳生长规律

采用ANSYS软件建立了圆坯连铸过程的二维凝固传热模型,通过射钉实验以及表面温度的测定对模型进行了实验验证.结果表明模型能较准确地得到任意位置处铸坯坯壳厚度以及预测凝固终点位置.在传热模型的基础上结合铸坯低倍观察着重分析了圆坯坯壳生长规律.发现圆坯凝固过程中柱状晶区坯壳的厚度与凝固时间的平方根呈线性关系,符合平方根定律,并对平方根定律进行了修正,修正项与过热度和凝固速率有关;铸坯中心等轴区坯壳厚度与凝固时间平方根为非线性关系,凝固坯壳的生长不再符合平方根定律;间接证明了圆坯柱状晶生长是单方向传热,等轴晶生长时传热方向不唯一.     

Analysis of non-uniform thermal behaviour of special steel during slab continuous casting

A full-scale finite-element model of a slab and its mould was developed to reveal the complex thermal behaviour of special steel in a vertical caster during slab continuous casting. An inverse algorithm was applied to calculate the heat flux and combined with the temperatures measured using thermocouples that were buried in different positions of the mould. The model was validated by comparing the calculated temperature with the measured ones. The temperature distribution of the slab is not symmetric, reflecting the non-uniform nature of heat transfer and hence the necessity of formulating a full-scale model. It will provide a helpful tool for further improving the casting parameters and operations for special steel.     

HMM在钢水连铸下渣振动检测方法中的应用

隐MARKOV模型(HMM)是一种处理非平稳时间序列的统计模型,根据钢水浇铸振动信号的特点,作者提出把HMM应用于钢水振动信号的下渣识别。实验表明,这种方法是有效的。     

连铸振动结晶器内液态保护渣消耗机理

通过引入材料学中变截面悬臂梁理论,计算了连铸结晶器弯月面以下初凝坯壳受力,分析了结晶器正弦振动条件下初凝坯壳变形行为,并阐明液态保护渣消耗机理.结果表明,保护渣消耗于正滑脱中后期至下一个正滑脱前中期,包括整个负滑脱时期,负滑脱中期渣道宽度是保护渣消耗的限制性因素.通过增大黏度、振频和振幅使负滑脱时期内保护渣消耗量降低,从而增大了正滑脱时期内渣耗占整个周期内渣耗的比重,使正滑脱时期成为保护渣的主要消耗期.反之,负滑脱时期为保护渣主要消耗期.     

包晶钢连铸坯表面纵裂与保护渣性能选择

 某钢厂宽厚板250 mm×1 820 mm连铸机使用包晶钢类型MB-59型保护渣生产[w(C)]为0.120%～0.150%钢种时,连铸坯表面出现大量纵向裂纹与皮下裂纹缺陷。通过提高保护渣碱度,降低保护渣黏度,改善铸坯坯壳与结晶器壁之间渣膜传热等技术措施,使铸坯的表面裂纹与皮下裂纹缺陷得到了有效控制。同时,对浇注[w(C)]为0.090%～0.120%钢种时采用MB-59型保护渣连铸坯表面无裂纹的原因进行了探讨分析,认为由于选分结晶,优先凝固的坯壳中碳质量分数低于钢液原始碳质量分数,使优先凝固的坯壳中[w(C)]实际已经小于0.090%,不再属于裂纹敏感性强的包晶钢范围,因此表面质量较好。     

Mathematical modelling of slag entrainment and entrained droplets in a continuous casting mould

ABSTRACT

The transient behaviour of the slag layer plays an essential role in the entrainment of slag droplets inside a continuous casting mould. In the current study, a mathematical model using Volume of Fluid-Large Eddy Simulation (VOF-LES) was developed for transient phenomena associated with slag entrainment in a water experiment. The accuracy of the model was verified by comparing the velocities with the available measurement from the literature. The effects of various conditions on free surface fluctuations in the liquid slag layer and transient behaviours of entrained slag droplets were quantified. Finally, the relationships between operating parameters and the size distributions and the amount of entrained slag droplets were investigated using a Fluent User Defined Function (UDF). With increased casting speed, or decreased SEN immersion depth, the size distributions of the slag droplets broadened, and the amounts thereof increased accordingly.     

宽厚板连铸黏结漏钢的工艺因素

以钢厂宽厚板连铸黏结漏钢的实测样本为基础,重点考察了断面、拉速、液位等主要工艺因素对铸坯黏结的影响,统计和分析了黏结发生时的结晶器热流及其变化规律,对可能诱发黏结的浇铸参数和结晶器热流等进行了分析和探讨.     

不锈钢板坯连铸结晶器内钢/渣界面行为模拟及卷渣分析

基于湍流模型与多相流模型的耦合,应用液面追踪技术(VOF),实现了对不锈钢板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算,并用水模拟结果进行了对比验证,在此基础上计算出实际的钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为.通过分析水口的侧孔形状、出口倾角、水口浸入深度、结晶器宽度以及拉速对钢/渣界面特征及界面上钢/渣行为影响规律,指出了钢/渣界面行为与卷渣是密切相关的,进而探讨了钢/渣界面及卷渣形成的机理.     

304不锈钢连铸过程中结晶器渣圈形成机制

 在连铸过程中,结晶器易结渣圈是造成铸坯产生缺陷的主要原因之一。对304不锈钢板坯连铸过程中结晶器保护渣原渣、距开浇60 min时的液渣和渣圈的化学组成、理化性能、结晶矿相以及渣圈形貌结构进行对比分析。结果表明,连铸过程中TiO2和Cr2O3从钢液进入液渣生成高熔点氧化物,使液渣和渣圈的完全熔化温度和黏度显著增大,碱度、转折温度降低。液渣与渣圈的物相以枪晶石和钙铝黄长石为主。高熔点相钙铝黄长石的大量析出以及TiO2和Cr2O3进入液渣使液渣黏度增大是渣圈形成并长大的重要原因。     

包晶钢宽厚板坯连铸结晶器的热流密度与热行为

基于热电偶实测温度,建立了包晶钢宽厚板坯连铸结晶器有限元传热模型和热流密度非线性估算模型.应用模型反算获得包晶钢宽厚板坯结晶器的热流密度,在与热平衡计算得到的平均热流密度进行比较后,阐述了模型的有效性,并分析了实际生产条件下结晶器铜板的温度分布规律.结晶器宽面和窄面的平均热流密度分别为1.141和1.119 MW·m^-2.温度在靠近结晶器背面呈波浪形分布,最大温差为29.6℃,然而在远离背面位置,温度变化平缓.随距弯月面距离的增加,温度呈降低趋势,然而在距结晶器出口附近出现回温现象.同时宽厚板坯连铸结晶器的热流密度和温度分布均有别于传统板坯连铸.     

水平连铸圆坯凝固及铸坯质量的研究

以水平连铸圆坯连铸生产工艺为研究对象,通过射钉实验并采用Fluent数值模拟软件建立凝固传热模型,研究了在不同工艺条件下圆坯结晶器内的温度场分布与凝固传热过程,并对铸坯质量进行了相关的检测分析.通过本研究进一步明确了结晶器内钢液的温度场分布,及不同拉坯工艺对结晶器内钢液温度场变化的影响.结果表明:通过射钉实验并采用Fluent数值模拟软件建立凝固传热模型,可以有效分析水平连铸钢液的凝固传热过程,对改善钢水质量有积极作用.