连铸坯凝固传热数学模型的研究

建立连铸坯凝固传热数学模型，利用现场实测数据对所建模型进行了验证，并对影响铸坯温度和坯壳厚度的拉坯速度、浇注温度、二冷区水量等因素进行了分析。结果表明：模型的计算精度满足实际生产的需要，影响因素中，拉坯速度和二冷区水量对铸坯温度和坯壳厚度的影响最大。因此调节拉速，改善二冷区制度是铸坯生产工艺中的重要操作。     

立弯型连铸机与连铸坯的质量研究

立弯型连铸机的直结晶器及二冷区的直立段．为钢水凝固及带液芯的铸坯凝固提供了一个全方位对称的冷却环境，是保证结晶器及二冷段同高度铸坯的热流密度均匀的根本条件，是浇铸高质量铸坯的重要基础：立弯型连铸机使铸坯的重力最大限度地替代拉矫机的拉力，改变了铸坯的受力状态，减少铸坯承受的外力(拉坯力)，对提高连铸坯的质量有着重要的作用．     

连铸工艺因素对铸坯凝固过程影响的模型研究

建立了武钢连铸板坯凝固传热数学模型，计算凝固过程温度场分布，应用模型探讨了连铸工艺因素对铸坯温度和凝固过程的影响，并提出提高铸坯温度的工艺手段：适当提高拉速、控制二冷喷水量和改善二冷末端冷却方式，能提高铸坯温度，提高浇注过热度对高温出坯不利。     

大规格AISI 4130连铸圆坯端面裂纹分析及改进措施

针对ø600 mm规格AISI 4130连铸圆坯锯切后端面发现裂纹缺陷问题,系统研究了端面裂纹形成机理和铸坯缓冷工艺。研究结果表明,铸坯缓冷后仍存在较大的组织应力和热应力,随着锯切的深入产生应力集中,在最薄弱的地方开裂并延伸,形成应力裂纹。通过对缓冷坑进行改造、入坑铸坯两端加盖保温帽和调整连铸圆坯缓冷工艺,极大减少了铸坯内部应力,显著提高了产品合格率。     

Q345B钢铸坯断裂原因分析与预防措施

对Q345B钢连铸坯的断口形貌进行了宏观分析,结合光学显微组织的观察与分析,研究了连铸坯断裂的原因。结果表明：Q345B钢连铸坯内部存在中间裂纹,冷却过程中在热应力、相变应力及铸坯自重共同作用下进一步扩展,导致铸坯断裂。通过加强设备的维护与检修,优化扇形段二冷制度, 低过热度浇铸和稳定铸坯拉速等工艺措施预防铸坯断裂。     

二次冷却对连铸坯质量的影响

分析了连铸二次冷却铸坯产生的质量缺陷,从喷嘴特性、冷却制度及二冷的控制方式等方面讨论了二次冷却对铸坯质量的影响,提出了控制二次冷却是控制铸坯质量的关键.通过优化喷嘴选型及布置,选择合理的二冷制度和控制方式,可有效提高铸坯质量.     

高锰钢板坯连铸工艺优化模拟研究

针对高锰钢连铸问题,利用有限元计算软件Procast对浇注温度和二冷方案进行了优化。结果表明,连铸坯应力集中区域为角部附近的"偏角区",1 450℃的浇注温度和较小冷却强度的二冷方案有利于降低铸坯表面应力,避免裂纹产生。     

电磁搅拌移动装置在马钢圆坯连铸机中的应用

主要介绍了二冷和末端电磁搅拌移动装置在马钢电炉厂圆坯连铸机的设计应用,根据工艺二冷和末端电磁搅拌要求,对二冷和末端电磁搅拌进行合理布置和设置移动装置,实现在线完成二冷和末端电搅的移动和定位,优化二冷和末端电搅位置,对提高电搅效果,有助于提高铸坯质量;同时实现二冷和末端电磁搅拌可实现在线快速更换,对提高了维修和生产效率;提高铸坯合格率和生产高品质铸坯发挥了重要作用。     

特厚板坯单辊重压下铸坯温度与应力的分析

为获得特厚板坯重压下过程中不同压下量对铸坯温度、应力及应变的影响,从而评估铸坯出现角部以及内部裂纹的倾向,使用板坯连铸二冷软件建立了连铸过程特厚板凝固传热模型,并借助Abaqus有限元软件建立了特厚板单辊重压下应力应变模型,对连铸重压下过程中特厚板温度分布以及应力应变行为进行了数值模拟研究。结果表明,重压下会导致铸坯表面降温,中心温度降幅约为角部的1.4倍。铸坯的应力分布在厚度方向上沿中心呈现出对称性,应力由内、外弧向中心递减;角部区域温度最低,应力最大;压下量从5增加到30mm,铸坯角部最大应力从84增加到170MPa,角部裂纹倾向增加。压下量在5~30mm内,铸坯凝固前沿的最大等效塑性应变均小于临界应变,所以铸坯不会出现内裂纹。     

高强钢板坯二冷三维动态配水的在线控制

为解决某钢厂高强钢板坯二冷动态配水模型的不足,开发了新的三维二冷动态配水系统,并通过钢厂现场实验,数据采集和分析,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,并结合测典型点的铸坯表面（铸坯中心、铸坯角部）温度测定,修正新开发的模型。在线应用该系统,进而优化工艺参数,制定合理的配水制度,降低高强钢封锁率和裂纹发生率,提高铸坯的表面质量和内部质量。     

基于变比水量的二冷控制系统

依据酒钢连铸机的具体条件,建立了方坯连铸二冷喷淋系统的变比水量控制模型,实现了随铸坯钢种、断面尺寸及拉速变化对各回路水量连续实时控制。不仅方便现场工程师进行参数调整也稳定了铸坯表面的温度,从而改善了铸坯表面质量和内部质量。经现场应用表明,利用变比水量配水模型所制定的二冷配水制度是合理的,得到的铸坯质量良好。     

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针对管线钢L245钢在太钢炼钢二厂北区3号宽板坯铸机生产时铸坯角部经常出现横裂纹,造成其热轧后卷板边部存在裂纹缺陷,利用Gleeble-3800型热/力学模拟试验机对管线钢L245钢进行了高温面塑率及高温强度的测试,并用扫描电镜对测试试样断口形貌进行观察.从试验结果分析认为:管线钢1245钢的化学成分设计决定其对裂纹的敏感性,由于第Ⅲ区脆性温度区间的高温面塑率低导致其在连铸过程铸坯冷却或受力不均衡情况下铸坯角部裂纹的发生.为要避免铸坯角部横裂纹的产生,在连铸坯矫直时,其角部温度应避开第Ⅲ区脆性温度区间.     

钢包用弥散式透气砖的应用

文章对目前钢包用透气砖的工作环境、狭缝式透气砖存在的问题及弥散式透气砖的特点进行了介绍,并对弥散式透气砖和狭缝式透气砖在使用过程中的透气量及底吹压力进行了对比。结果表明：弥散式透气砖对吹扫的依赖性较小,使用过程中透气性优良,能够满足现场的工况条件要求。     

Solute distribution in columnar crystal zone of continuous casting billets

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＫｕｓａｎｏｅｔａｌ[1] ｆｏｕｎｄｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｍｂｉｎｉｎｇａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｍｏｌｔｅｎｍｅｔａｌ,ｔｈｅｍｏｖｉｎｇｔｒａｃｋｏｆｌｉｑｕｉｄ/ｓｏｌｉｄｉｎ ｔｅｒｆａｃｅｉｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇｉｓａｓｉｎｅｗａｖｅｗｈｉｃｈｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｅｐｅｒｉｏｄｉｃｂｅｎｄｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｂｉｌｌｅｔｓｈｅｌｌ.Ａｎｄｔｈｉｓａｆｆ…     

方坯结晶器铜管三维温度场与热应力的分析

在对小方坯结晶器钢管内热流传递理论的基础上,研究了钢坯及结晶器内温度的传递规律。利用有限元法对结晶器钢管的温度场及热应力场进行了系统研究,并对不同拉速、冷却强及设计锥度的条件下铜管的温度场和热应力场进行了研究。提出了预应力结晶器设计的理论基础,提高连铸机的拉速及改善铸坯的质量,为实际生产提供了一定的理论指导。     

基于二冷优化的高拉速方坯质量改善及实践

为增加连铸拉速,加快生产速度,保证铸坯质量及提高生产效率,对某厂7机7方坯连铸机二次冷却系统进行优化,开展了二冷配水模型研究。根据主要钢种成分、二冷区各区的长度、喷嘴型号等因素对模型进行了优化设计,通过优化配水参数来保证铸坯低倍质量,并实现动态控制。通过二冷补偿水改造,过程温度控制、脱方控制、铸坯内部质量控制等措施,该连铸厂台时产量提升至278.5 t/h,增长了8.30%,低倍一级成品率均超过95.14%。     

基于热传输理论的方坯连铸二冷水在线控制方法

开发的热传输模型充分考虑了由于气隙的存在而使得结晶器表面散热不均匀,处理了凝固前沿相变所产生的结晶潜热,并采用变热物性参数.数据表明,经模型计算得出的铸坯温度与现场测定的温度基本相符.以此热传输模型为基础,研究了方坯连铸机二冷水在线控制方法-目标表面温度控制法.它可以实现铸坯表面温度及坯壳厚度的实时监控.以首钢三炼钢厂连铸方坯为研究对象,分析了拉速和过热度等参数对铸坯表面温度和凝固状态的影响,讨论了当某个冷却段供水量产生波动的情况下,采用不同二冷水控制方法时,对后续冷却段温度变化的影响.仿真试验表明,该方法可针对不同的生产条件,考虑到各回路之间的关联,更有利于稳定铸坯温度,从而改善铸坯质量.     

含硼钢铸坯表面裂纹缺陷控制

利用扫描电镜和金相分析等对含硼钢铸坯表面典型裂纹进行了观察,结合裂纹产生的机理,从结晶器铜管、二冷区冷却、保护渣理化性能3方面对芜湖新兴10B21含硼钢铸坯表面裂纹的产生进行了分析。分析结果显示,优化结晶器铜管材质和锥度、调整二冷区比水量与分配比以及协调保护渣润滑与传热效果均有利于减少含硼钢铸坯的表面裂纹缺陷。生产实践表明,通过将结晶器铜管由普通镀硬Cr改为Ni-Cr复合电镀,总锥度由优化前2.0%/m降低至1.8%/m;二冷区比水量由0.6 L/kg降至0.5 L/kg,分配比由34∶34∶20∶10∶2调整至31∶26∶20∶13∶10;保护渣黏度由1.358 Pa·s降低至1.169 Pa·s,碱度由0.75提高至0.98。最终铸坯表面裂纹率由原来的最高达17.4%降低至2.3%,同时铸坯表面光滑,振痕较为平整、有规则,轧材的成材率也由原来的86%提高至95%。     

坯料形状对大棒材开坯轧制变形的影响

为研究圆坯和矩形坯两种坯料形状对大棒材开坯轧制变形的影响,采用有限元分析软件MARC对大棒材开坯轧制进行了模拟。模拟结果表明：在箱型孔中开坯轧制时,轧件芯部附近变形区应力状态都是两拉一压,矩形坯残余应力呈两拉一压应力状态而圆坯是三向拉应力状态;矩形坯比圆坯在箱型孔中的充满度好,等效应变分布均匀;当孔型侧壁起限制宽展作用时,轧件芯部呈现两压一拉应力状态,变形向芯部渗透明显,利于芯部孔隙性缺陷的压实。