小方坯连铸机结晶器的研究

本文建立了铸坯凝固传热数学模型，模拟计算了铸坯温度场、坯壳厚度、热流场、坯壳热收缩应力场、坯壳与铜壁间气隙厚度；计算出的坯壳厚度与实测的坯壳厚度基本吻合，计算结果可为连铸机生产和连铸机设计提供参考。     

宝钢厚板连铸机结晶器凝固传热模型的研究和开发

以宝钢厚板连铸机结晶器一冷传热过程为研究对象,结合高温铸坯在结晶器内的实际热量传输规律,建立了宝钢厚板连铸机结晶器凝固和传热模型.结晶器内凝固传热过程分为凝固坯壳传热、缝隙间传热和结晶器铜板传热,其中结晶器缝隙问传热模型综合考虑了气隙、保护渣和振痕对传热的影响.利用Fortran语言对模型进行编程,开发出相应的结晶器凝固和传热仿真软件Moheat.结合厚板连铸机结晶器生产数据,对模型进行了验证.所得计算结果符合实际测量值.利用该软件能够对不同生产工艺下的凝固坯壳厚度、坯壳表面温度、结晶器铜板温度、冷却水温差以及结晶器理想锥度等进行计算,分析和优化结晶器一冷制度,指导连铸生产.     

射钉法测量坯壳厚度在济钢大板坯连铸机上的应用

采用射钉法测量济钢大板坯连铸机坯壳厚度,将实测结果与理论计算的结果进行对比,修正了综合凝固系数,指导改造了二冷喷嘴的结构,加强了铸坯冷却强度,年铸坯产量达225万t。     

珠钢CSP薄板坯凝固层厚度研究

结合珠钢生产实际情况，采用射钉法来测定二冷区不同位置的凝固坯壳厚度，试验结果表明，4．8m／min拉速下铸坯液芯长度为4820mm，4．5m／min拉速下铸坯液芯为4490mm，两种拉速下连铸坯坯壳厚度的实际测量结果与凝固传热模型计算结果一致。整个凝固过程坯壳厚度生长符合平方根定律。     

射钉法在铸坯凝固终点预报模型中的应用

为了精确掌握连铸机的综合冷却特性,验证铸机模型计算的准确性,进而为优化二次冷却制度提供依据,采用射钉法分别对新钢3号特厚板连铸机中碳钢和高碳钢进行了射钉试验,测量出典型工况条件下矫直区前后位置处铸坯凝固坯壳厚度,并以测得的凝壳厚度为边界模拟预报出凝固终点的位置。从模型计算预报的结果来看,中碳钢在典型工况条件下凝固终点的位置距离弯月面的距离为33.7m,而高碳钢在典型工况条件下凝固终点的位置距离弯月面的距离为27.6m。射钉试验与凝固模拟相结合预报的凝固末端为末端大压下位置设定提供了理论依据。     

小方坯连铸机结晶器的研究

建立了铸坯固传热数学模型，模拟计算了铸坯温度场，坯壳厚度，热流场，坯壳热收缩应力场，坯壳与铜壁间气隙厚度，计算坯壳厚度与实测坯壳厚度基本吻合，计算结果为连铸机生产，连铸机设计提供参考。     

射钉法测量坯壳厚度的实践

在柳钢板坯2号连铸机生产管线钢L415-1S时,采用射钉法在不同位置测量断面尺寸220 mm×1 500 mm在1.27 m/min拉速下的凝固坯壳厚度,进而确定液相穴长度以及凝固终点,并将测量结果与现有铸机模型计算进行对比。     

方坯连铸结晶器凝固传热的有限元数值模拟

根据方坯结晶器的传热特点,研究了方坯连铸机结晶器二维非稳态凝固传热的有限元模型,应用ANSYS软件预测在浇注过程中结晶器的温度分布和凝固状态,分析了拉速、浇注温度及结晶器圆角半径对铸坯温度和坯壳厚度的影响.结果表明,经模型计算得出坯壳厚度值与现场测定拉漏数据基本相符.     

结合射钉实验与数值模拟对凝固进程精确预测研究

结合大方批连铸机设备和工艺特点与要求,采用射钉法测量不同工艺条件下40CrA和GCr15两个钢种的铸坯凝固坯壳厚度,并将测量结果与数值模拟结果进行了综合验证。结果表明,结合射钉实验和数值模拟能更精确跟踪铸坯的凝固进程,为轻压下工艺提供可靠的凝固信息。     

舞钢连铸板坯液芯长度测定

结合现场生产实际情况,通过采用“射钉法”对210mm,250mm厚连铸坯在二冷区不同位置的凝固坯壳厚度测定,找出连铸坯凝固终点,为评价连铸机综合冷却能力、优化二冷制度及设备技术改造提供重要依据.     

板坯连铸三维鼓肚变形仿真研究

通过建立板坯连铸凝固过程的传热模型,获得板坯冷却传热过程的坯壳生长情况,在此基础上利用有限单元法建立了坯壳三维鼓肚变形仿真分析模型。针对实际铸机的设备和工艺状况,计算了板坯凝固过程的鼓肚变形情况,并就三维仿真分析的特点进行了分析。     

板坯连铸过程数值模拟分析

基于传热学基本原理、凝固理论和有限单元法,建立了凝固传热有限差分数学模型,对连铸凝固全过程进行模拟分析,结果表明,拉速越大,铸坯中心及表面温度越高,出结晶器坯壳厚度越薄;过热度增大,铸坯中心及表面温度均上升,出结晶器坯壳厚度减薄;冷却水量相对增大时,铸坯出结晶器坯壳厚度增大,二冷区温度下降较快。连铸坯凝固模型可用来确定常规拉速范围及不同拉速下的凝固壳厚度、凝固末端位置以及铸坯表面温度分布。     

板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....     

模拟连铸过程的数学模型

开发了一种描述连铸坯凝固过程的热传输数学模型。该模型考虑了物料参数随温度的变化以及凝固时的相变潜热,采用了VisualC 语言编写程序模块。根据此模型计算了铸坯断面的温度、坯壳厚度等参数,并与生产试验数据作了对比。结果表明二者相当吻合,此模型可用于优化连铸工艺参数并进行在线控制模型的开发。     

连铸板坯凝固过程应变及内裂纹研究

通过建立连铸板坯凝固过程的传热模型,获得板坯冷却传热过程的主要凝固参数,在此基础上建立了凝固前沿坯壳所承受的应变模型,定量计算了凝固过程的主要应变,讨论了其主要影响因素,并针对实际铸机的设备和工艺状况,计算了其生产过程的应变,讨论了具体钢种产生裂纹的可能性。     

The Influence of Support Rollers of Continuous Casting Machines on Heat Transfer and on Stress‐Strain of Slabs in Secondary Cooling

The processes of solidification and heat extraction are important for the continuous casting of steel. In this work, investigations on the influence of support roller contact on solidification in a strand of a slab caster, such as surface temperature and strand shell growth, and on thermal strain and stress in the slab have been carried out. The results show that roller contact has an influence on the solidification of steel and on the thermo‐mechanical behaviour of the strand.     

二冷过程动态分析软件的开发和应用

在连铸生产过程中，二冷段是影响铸坯质量的重要环节，二冷段中的弯曲／矫直段是内裂和中心偏析等质量问题的易发区域，它们与二冷段铸坯的应变状况有着紧密的联系，这些参数不能在线测量获得，为了获得这些参数，必须首先计算铸坯坯壳凝固过程，掌握坯壳各个方面的温度场分布，在此基础上计算坯壳应变分布。为此，我们开发了二冷过程动态分析软件。     

Determination of CC slab solidification using nail shooting technique

Abstract

The technology of nail shooting was improved and used to study the transverse shape of the solidified shell during steel continuous casting. Three locations across the slab width (1/2, 1/4 and 1/8) were measured by nail shooting and which indicated a larger solidification coefficient and longer liquid core in the slab at higher casting speeds. The solidified shell across the slab width direction was non-uniform due to uneven secondary spray cooling. The point of final solidification at locations 1/8 and 1/4 was much longer than the position between the slab centre and location 1/4, leading to a long solidification end of >2 m, which is poor for the application of dynamic soft reduction. A mathematical model was developed to simulate the growth of the solidified shell and which was in good agreement with the measurements measured by nail shooting. Based on the measurements and simulations, the water spray pattern was improved, making the solidified shell more uniform. Dynamic soft reduction was then optimised resulting in reduced centreline segregation.     

X80管线钢238 mm x 1 650 mm连铸坯温度场及凝固末端位置的数学模拟

用二维切片跟踪铸坯凝固传热的方法建立了X80管线钢（/%:0.04C,1.85Mn,0.25Si,0.006P,0.003S,0.30Ni,0.21Mo,0.06Nb,0.02V）238 mm×1650 mm板坯连铸过程中垂直拉坯方向传热的数学模型,通过ANSYS对X80管线钢连铸过程中温度场及坯壳厚度的渐变进行计算,得出拉速1.2mm/min时,出结晶器坯壳厚为18.14 mm,铸坯液芯长22.58 m。凝固壳厚度计算值射钉测试结果的相对误差≤2.5%,凝固末端位置的相对误差为0.68%。分析了过热度（25~55℃）,拉速（1.2~1.3m/min）和二冷水量（79.2~96.8 m³/h）对切片各点温度和凝固末端位置的影响。结果表明,增大拉速、减小二冷配水量,连铸坯表面温降变慢,凝固末端位置距离结晶器液面越远,凝固时间变长;该X80管线钢板坯连铸最佳工艺参数为钢水过热度35℃,拉速1.2 m/min和二冷配水量88m³/h。     

Heat Transfer and Deformation Behavior of Shell Solidification in Wide and Thick Slab Continuous Casting Mold

With the considerations of the behaviors of shell deformation, mold flux film and air gap dynamic distribution in shell/mold gap, a two dimensional slice-travel transient thermo-mechanical coupled model of simulation shell solidification in wide and thick slab continuous casting mold was developed by using the commercial program ANSYS. The evolutions of strand-mold system thermal behaviors, including the air gap formation and the mold flux film dynamical distribution in shell/mold gap and shell temperature field, and the evolutions of shell deformation and stress distribution of peritectic steel solidified in a 2120 mm wide and 266 mm thick slab continuous casting mold were analyzed. The results show that the air gap formation and the thick mold flux film distribution mainly concentrate in the regions 0–21 mm and 0–7 mm, 0–120 mm and 0–100 mm off the shell wide and narrow faces corners, and thus the hot spots are given rise to form in the regions 15–55 mm and 15–50 mm off the shell wide and narrow face corners. The shell server deformation occurs in the off-corners in the middle and lower parts of the mold. The stress evolution in shell surface is tensile stress, while that in shell solidification front is compressive stress.