宝钢板坯连铸凝固与传热模型的开发

根据宝钢3号板坯连铸机的具体条件,建立了板坯连铸凝固传热数学模型,模型不仅具备对辊列设备、喷嘴布置的仿真,而且可以根据各种不同工艺条件计算铸坯温度场和凝固终点,经过现场测温与射钉试验,以及与引进日方的在线模型对比,其结果与该模型结果相当吻合。     

连铸薄板坯和传统连铸板坯的凝固质量对比研究

本研究结合连铸薄板坯和传统连铸板坯的凝固组织特征，并利用建立的二冷控制模型分别计算了两者在凝固过程中凝固前沿及凝固壳的温度梯度，对它们的凝固条件和凝固过程及其偏析情况进行了对比分析。研究表明，薄板坯的二冷强度大，凝固速度快，组织细小、均匀，其内部溶质元素的偏析程度远低于传统连铸板坯。     

基于Matlab的板坯连铸凝固传热过程及热损失研究

基于Matlab数值计算,对板坯连铸凝固传热问题进行研究,得到随板坯厚度及其与结晶器弯月面距离变化的板坯温度场分布,通过拟合得到板坯凝固点末端位置与二冷总供水流量、过热温度和拉坯速度的关系式,分析二冷区水量分配比对结晶器和二冷区内单位长度板坯热损失率和板坯表面温度梯度的影响。结果表明：板坯温度随冷却阶段的不同其温度变化趋势显著不同;随着过热温度和拉坯速度的增大、二冷总供水流量的减小,板坯凝固点末端位置增大;拉坯速度对板坯凝固点末端位置的影响最为显著,其次是二冷总供水流量,过热温度对其影响较小。通过适当调整二冷区内水量分配比可实现降低板坯表面温度梯度和较少热损失率的折衷,从而在提高板坯质量的同时也提高其蓄能,以实现板坯连铸过程的节能。所得结果能对板坯连铸凝固过程的参数设计和动态运行提供依据和理论指导。     

板坯连铸凝固过程的数值模拟

利用非线性有限元软件MARC,建立板坯连铸凝固过程的数学模型。利用板坯连铸过程控制软件及运行数据库中的数据作为输入条件,计算了铸坯断面的温度、坯壳厚度等,并与原有系统的结果对比,两者基本吻合,此模型可用于深入分析连铸坯凝固机理及优化连铸工艺参数。     

高碳钢方坯连铸凝固模型研究与应用

本文依据湘钢现场条件,建立了连铸方坯凝固传热数学模型;它可应用于确定连铸二冷配水和连铸凝固过程的工艺分析 。     

连铸板坯二冷模型及配水制度的优化

建立连铸板坯的二维凝固传热数学模型，运用有限差分法求解并编制计算机程序。通过优化二冷配水制度来达到改善铸坯质量的要求。在确定目标表面温度时进行相应的铸坯高温力学性能实验，针对鞍钢生产过程中铸坯质量的实际问题设计了一种新的冷却水表。     

冷却条件对铝板坯变形影响的试验研究

设计了动态测量板坯温度场和变形过程的试验装置，通过采用不同冷却边界条件的水库，研究了边界条件对板坯温度场和变形的影响。探索了板坯的变形行为与温度场的关系及其控制方法，试验表明：板坯的凝固进程直接影响其成形及冷却后的外形轮廓，四周均匀的凝固进程有利于得到平直板坯。     

板坯连铸二次喷淋冷却改造实践

针对唐山建龙公司生产大断面宽度铸坯时,二次冷却出现喷淋效果差及质量缺陷等问题,介绍了对板坯连铸二次冷却系统改造的主要措施,改造后提高了铸坏质量,降低了维修成本及故障时间,提升了产量,取得显著经济效益。     

板坯连铸结晶器内凝固壳的测定与分析

在实际拉速１．４２ｍ／ｍｉｎ的实际工况下,通过漏钢坯壳获得了板坯连铸结晶器中坯壳的立体形貌,且对其凝固壳厚度分布进行了仔细测定。根据测定结果,分析了板坯宽面和窄面上的凝固差别,且给出了沿宽面和窄面中心线凝固比例系数的变化。坯壳的立体形貌和详实的凝固壳厚度分布数据给连铸过程数值模拟提供了宝贵的验证依据。     

连铸板坯凝固壳厚度的研究和应用

运用＂射钉法＂,准确地测定了板坯连铸机二冷区凝固坯壳厚度,得出了特定工艺条件下的凝固系数和液芯长度,为板坯高质量生产提供了重要依据。     

板坯连铸二冷计算机仿真的研究和应用

连铸二冷计算机仿真是准确、迅速预测和分析工艺参数对浇注过程的影响规律以及优化连铸操作工艺参数的重要手段。基于沿拉坯方向上移动的有限薄片层思想,建立板坯连铸凝固传热数学模型,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模拟、对其二冷凝固过程进行工艺优化。应用红外线测温仪对板坯表面温度进行测试,测试温度与仿真结果吻合较好,说明连铸计算机仿真软件的计算是可靠的。     

板坯连铸过程二冷边界条件处理方法的对比

以相同的冷却强度、拉速、浇注温度、钢种等板坯连铸条件为模拟初始参数,采用相同的凝固潜热处理方式,针对两种常用的板坯连铸二冷边界条件处理方法FCA法和MCA法,分别采用四种不同的传热经验公式,计算了板坯连铸的热过程。得到这两种处理方式四种不同二冷传热经验公式的八组计算结果,并将计算结果与实测值相比较,结果证明,采用FCA法处理边界条件,得到的模拟计算结果与实测值相对误差均小于5%,而利用MCA法处理边界条件,得到的模拟计算结果与实际测量值相对误差在8%左右。因此,采用FCA法处理板坯连铸二冷边界条件得到的模型能更加准确地模拟板坯连铸的热过程。     

板坯连铸结晶器热行为研究

建立了结晶器三维有限元传热模型,系统地分析了铜板厚度、水槽的结构尺寸和分布、镍层对板坯连铸结晶器铜板温度分布的影响．结果表明,在操作条件允许的情况下,降低铜板厚度、增大水槽深度、减少镍层厚度有利于降低铜板热面温度,提高结晶器的使用寿命．     

连铸板坯二冷区辊式电磁搅拌的磁场数值模拟

通过ANSYS有限元分析软件,在电流频率为6 Hz、电流强度变化的情况下,对连铸板坯二冷区电磁搅拌进行了数值模拟.分析了电流强度为400 A、电流频率为6Hz时,铸坯内部的磁感应强度和电磁力的变化规律.结果表明,铸坯中心的磁感应强度随电流强度的增大而增大;铸坯中心的电磁力在一个周期的不同时刻向同一个方向移动,并在该力的作用下完成对钢液的搅拌.     

基于改进粒子群算法的板坯二冷制度优化

应用带变异算子的改进粒子群算法对安钢一炼轧连铸板坯的二冷制度进行了优化计算。针对安钢板坯连铸机的特点,建立了连铸板坯凝固传热的二维数学模型,模型的坯壳厚度计算值与现场硫印射钉法实测值一致。由冶金准则及设备约束条件设计优化算法的价值函数,用改进粒子群优化算法以价值函数值最小化为目标,对二冷区各段的水量进行优化。优化后的二冷制度使铸坯各段表面冷却速率和表面温度回升速率趋于平缓,与冶金准则对改善铸坯冷却过程和提高产品质量的要求相吻合。     

高效板坯连铸结晶器技术

为了实现唐钢1700板坯连铸机尽快减少漏钢生产事故,达产达效,主要从优化结晶器铜板及镀层材质,优化结晶器内钢水的流场和温度场,优化结晶器振动系统等方面开展工作,最终在质量改善的前提下,实现了拉速由1.6m/min提高到1.9m/min,机时产量提高达18%。     

板坯连铸二冷动态配水模型的开发与应用

建立了板坯连铸一维凝固传热数学模型且采取坯龄模型实现了动态配水;对二冷水计算模型计算的动态配水和静态配水进行比较得出拉速变化时动态水量变化较缓和,从而保证铸坯表面温度不发生大的波动;进行了连续测温,结果表明：测量温度和计算温度误差保持在2％左右。     

动态二冷配水在方坯连铸机上的应用

合理的动态二冷配水能有效地提高铸坯质量,也是连铸过程中重要的控制环节。某钢厂由于过热度控制比较差,导致铸坯表面温度和凝固末端位置变化很大,影响铸坯质量。通过使用“等效拉速”和“凝固模型控制”相结合的方法,调整不同过热度情况下各个冷却分区的水量,保证在稳定的拉速,不同过热度的情况下,铸坯表面温度和凝固末端位置稳定。     

板坯连铸中心偏析的模拟研究

在对溶质再分配机制进行热力学分析的基础上,建立了描述板坯中心偏析的模型--“溶质析出量”模型,并对模拟结果进行了分析。结果表明：溶质再分配过程中溶质析出的根本原因是存在化学位梯度;对于Q235B钢种,中心线处碳溶质浓度在凝固末端出现突增,最大值0.76%,拉速从1.2 m/min变化至1.6 m/min时,最大偏析度从5.057增加到5.103。