真空条件下锭模参数对铁镍合金缩孔分布的影响

为了减轻铸件顶部缩孔缺陷以降低冒头切除率提高铸锭成材率,基于ProCAST软件建立了铁镍合金真空下凝固数值仿真模型,通过解剖实验验证了模拟参数正确性,进而研究锭模参数对铁镍合金缩孔缩松分布的影响并得到最优锭型.研究表明:数值模拟中,关于真空条件下传热参数的设置较为合理,能较准确地模拟得到与实际生产一致的缩孔缺陷;在本研究条件下,冒口锥度对缩孔高度方向上位置的影响远大于锭身锥度和高径比对其的影响,缩孔位置随冒口锥度减小上移,中心疏松程度随锭身锥度增加而减弱,高径比对缩孔缩松影响不大;优化后的锭型能有效改善缩孔缺陷,将缩孔控制在冒口线以上提高铸锭成材率.      

7 t锭型本体高度对凝固过程和冶金质量影响的数学模拟

锭型对钢锭凝固过程中的疏松、缩孔等缺陷有一定影响。对本体高度1 885 mm矮粗型（A）和2075mm细长型（B）两种7 t钢锭,通过铸造模拟分析温度场、凝固分数、凝固时间以及中心疏松缩孔情况进行分析对比, 7t（B）细长型钢锭本体中心长970 mm的封闭高温液相区,并且本体中心疏松率超过20%的疏松区域大约为180 cm³, 7t（A）矮粗型钢锭只有保温帽处有少量轻微疏松,本体基本没有。综合各项考虑,建议7 t钢锭采用7 t（A）矮粗型的钢锭设计。     

提高模具钢3.1 t锭轧制成材率的优化设计与生产实践

成材率是模具钢用轧制锭生产中需要考虑的重要因素。对钢厂原有3.0 t模具钢用轧制锭进行重新设计与优化，并使用Procast模拟软件对其凝固过程的温度场、全凝时间和内部缺陷进行了模拟计算，旨在保证质量的前提下提高成材率。研究结果表明，新设计3.1 t钢锭的全凝时间为1.78 h，原有3.0 t锭型全凝时间为2.03 h，全凝时间缩短了12.32%，钢锭内部质量良好。在涵盖现有轧制规格和不增加轧制道次的前提下，锭型数量由5个减少到4个。采用40 t EAF-LF-VD模铸工艺路线对新设计的3.1 t钢锭进行小批量生产，初轧后满足GB/T4162-2008 B级探伤规格。锭型优化后的的平均成材率为83.76%，原锭型的平均成材率为78.71%，平均成材率比原来提高5.05%。     

高性能均质靶板用钢的钢锭凝固数值模拟与生产实践

高性能均质靶板用钢,采用40 t EAF-LF-VD-模铸20 t钢锭—锻造加热工艺流程生产.使用ProCAST铸造模拟软件对高性能均质靶板用钢模铸20 t钢锭的凝固过程进行了数值模拟,分析了钢锭纵向截面疏松缺陷的分布区域和程度,得到大型锻造用钢锭与锻造材料探伤缺陷形成原因,可为生产提供指导依据.结果表明,通过控制模铸过热度和添加冒口发热剂的方法,使高性能均质靶板用钢的锻造用钢锭质量得到提高,在锻造后探伤缺陷得到有效控制.     

大钢锭的凝固工艺数值模拟研究

采用Procast软件求解大钢锭凝固过程的数学模型,采用CAD软件进行几何建模,编制CAD和Procast软件接口程序。预测不同时间和部位的温度场、缩孔疏松及柱状晶生长情况。通过在钢锭模不同部位埋设热电偶进行测温,对浇铸钢锭进行低倍分析,检查柱状晶生长情况。试验检测结果和数值模拟结果符合很好,证明了数值模拟结果具有较高的可靠性,为优化大型钢锭锭型参数提供很好工具。     

42CrMo4钢39t锭真空浇铸和凝固过程数值模拟和生产实践

用Anycasting铸造软件对42CrMo4钢（/%:0.38~0.45C,0.90~1.20Cr,0.025Mo）39t锭真空浇铸和凝固过程进行计算机模拟,确定浇铸钢水温度1527℃,过热度40℃时39t钢锭充型时间18.78 min,其中锭身10min,帽口8.78 min,预判缩孔仅出现在帽口中心处。现场生产实践表明,铸锭锻造后的模块经Ⅱ级超声波探伤合格,成材率从工艺改进前的65%提高至71.35%。     

大钢锭凝固过程的温度场计算及缩孔疏松预测

本文论述了大钢锭凝固传热过程的数学模型,并开发出一套专用的有限元模拟程序。该软件包具有完备的前、后期处理功能,可方便地用于大钢锭凝固时的温度场计算及缩孔、疏松预测。利用6t和22t钢锭的实测数据对现有程序进行了验证,证明其具有较高的可靠性和精度。以模拟程序为工具,用正交设计方法分析了锭身锥度、锭身高径比、冒口侧壁保温条件、冒口端部保温条件及冒口锥度等工艺参数对钢锭质量的影响。在此基础上,设计出132t和205t钢锭的优化锭型参数,并在实际生产中获得了成功的应用。     

舞钢55t级扁钢锭的开发与生产实践

随着连铸技术在钢铁企业的广泛应用,小型钢锭已经越来越多的被连铸坯替代,模铸钢锭锭型也向着大规格、大单重方向发展。舞钢现有最大钢锭锭型53 t,为了进一步开拓市场,满足市场需求,提高竞争力,急需开发重量更大的55 t级扁钢锭。2016年舞钢在现有配套锭型的基础上成功自主设计了55 t级扁钢锭,实现了钢锭成材大单重、高级别钢板生产的历史性突破,提高了舞钢品牌的竞争力。     

模铸钢锭用发热剂的研究与应用

模铸钢锭由表面向中心、由下向上凝固,为防止钢锭产生缩孔等冶金缺陷,均在钢锭冒口部位添加合适的保温材料,以提升钢液凝固后期的补缩效果.在对进口、HB、DA-F三类发热剂及碳化稻壳进行钢锭冒口保温试验对比及研究中发现,相同条件下等量使用三种发热剂时,根据发热剂燃烧温度,DA-F属于快热型发热剂,进口、HB属于慢热型发热剂;根据钢锭成材率情况,三种发热剂的使用效果由强到弱依次为进口、DA-F、HB,但考虑到生产实际中的性价比,效益由大到小为DA-F、进口、HB,因此甄选DA-F作为生产用主要发热剂.生产实践表明,使用DA-F发热剂后,钢锭冒口部位收缩平整,钢锭冒口缩孔发生率明显降低,有效提高了钢锭成材率.     

基于凝固数值模拟的13t扁锭结构设计与优化

在同时考虑热量、动量和质量传输的基础上建立了三维凝固有限元模型,其模拟结果如凝固进程、缩管及偏析等已得到以往试验和数值研究的验证。基于该模型,预测了某厂13.1t扁锭凝固缩松和偏析等缺陷的分布特征,并根据铸锭致密度和均质性分析结果对宽厚比和高径比进行了优化设计。结果表明,宽厚比和高径比均对扁锭凝固内部质量具有重要影响,且两者优化后对Q235中心疏松和偏析的改善程度比70CrMn显著。对于“一型多用”的钢锭模来说,应按照高合金钢种凝固质量控制进行结构设计。钢锭凝固过程中缩松与偏析相伴而生,这在数值模型中应该同时考虑。