连铸二冷区喷嘴布置方式优化方法

对现有连铸二冷区喷嘴布置进行分析,根据布置优化原则提出采用喷嘴水流密度数值叠加的方法,在拉坯方向和铸坯横断面方向上对喷嘴布置方式进行优化.其中,在铸坯横断面方向上,考虑了横向水流密度分布的不均匀性对铸坯凝固过程的影响,建立二维铸坯传热数学模型,仿真得到不同位置的铸坯断面凝固形貌,并比较了优化前后铸坯温度分布、凝固情况和铸坯质量.结果表明喷嘴布置方式优化后,二冷区铸坯在拉坯方向和断面方向上喷淋水区域内均匀冷却,周期性温度回升变小,表面温度能够均匀下降,保证了较好的铸坯内部质量.     

喷嘴喷淋距离对连铸小方坯二冷均匀性的影响

研究了不同喷淋距离下连铸小方坯二冷喷嘴的水量分布,建立了凝固传热模型分析了82B钢连铸坯的热行为。该模型特别考虑了二冷区铸坯表面宽度方向的水流密度分布,并根据铸坯表面测温结果进行了模型校正。采用凝固传热模型研究了喷嘴喷淋距离对连铸二冷均匀性的影响。结果表明:喷嘴喷淋距离的增加有助于提高二冷水横向分布的均匀性,导致铸坯表面温度横向均匀性降低、纵向均匀性提高。这些效果有助于改善铸坯内部裂纹,但是会对角部裂纹产生不利影响。在二冷区前段喷嘴采用低喷淋距离,二冷区末段采用高喷淋距离,既可以提高铸坯角部温度,又能降低表面最大回温速率,有助于同时改善连铸坯角部和内部裂纹。在此基础上,提出了一种连铸小方坯二冷喷嘴布置方式,即二冷区每段喷嘴喷淋距离沿拉坯方向逐渐增加,该方法有助于提高连铸坯“纵?横”冷却均匀性。      

超低头板坯连铸二冷喷淋系统的优化

为进一步提高超低头铸机板坯质量,通过对目前连铸二冷区现有喷嘴的冷态特性进行测试分析,研究了喷嘴的特性及布置.从喷嘴选型、喷嘴布置及电动阀选型方面进行了优化设计,实现了“弱冷”配水的均匀冷却,使铸坯矫直温度横向、纵向都控制在980～1 020℃,提高了铸坯二次冷却的效果.     

宝钢1930板坯铸机二冷喷嘴布置方式对铸坯质量的影响

在对宝钢1930铸机铸坯质量缺陷类型和形成位置分析的基础上，通过喷嘴性能测试和数值模拟计算，重点研究了1930铸机六、七冷却区喷嘴布置方式对铸坯的冷却均匀性和铸坯质量的影响，从解决铸坯角部横裂纹和内部三角区裂纹角度出发，提出了宝钢1930铸机二冷系统进一步改造方案。     

板坯连铸机二次冷却均匀性的分析与优化

针对某厂连铸板坯裂纹频繁出现的问题,结合连铸机的喷嘴布置特点,在测试分析铸机喷嘴的喷淋冷却特性的基础上,以Q235G钢为对象,考虑板坯宽度方向二冷水流密度分布状态,采用数值仿真方法模拟计算了200 mm×1350 mm连铸坯的凝固壳生长形貌及铸坯表面内弧温度分布.研究表明:板坯铸机二冷前期足辊段与零段原喷嘴布置及水流密...     

连铸板坯二冷区沿宽度方向不均匀冷却对其内部质量的影响

通过铸坯表面温度实测和凝固模拟发现,在3个喷嘴下方和两侧边角处,铸坯表面和内部相对应都不同程度地存在5处较低温度区,其间相邻4处较高温度区.中心裂纹和三角区裂纹大多发生于铸坯内部的较低温度区域,在凝固后期,较高温度区尚未凝固的钢液使坯壳膨胀,将相邻较低温度区域刚结束或基本结束凝固的部分拉开而形成裂纹,冷却凝固越不均匀裂纹发生越频繁.并发现较高温度区域的中心偏析更为严重.     

板坯连铸二冷喷嘴对冷却效果影响的研究

板坯连铸的二次冷却是影响铸坯质量的重要因素之一。针对邯郸钢铁股份有限公司第三炼钢厂出现的板坯质量问题,对二次冷却系统的喷嘴进行优化,达到改善铸坯质量的目的。研究探讨了二次冷却区喷嘴型号的选型以及影响喷嘴冷却效果的因素。在此研究基础上,实际生产中采用了合适的喷嘴类型、布置方式及合理的水量后,铸坯的中心偏析得以改善,等轴晶率明显提高。     

板坯连铸过程的凝固传热分析

以D32船板钢250 mm×2 400 mm连铸坯为研究对象,采用ANSYS数值模拟的方法建立了铸坯的凝固传热数学模型。通过模拟分析铸坯在结晶器及二冷段凝固冷却过程中的温度变化情况,从而为控制连铸工艺参数以及轻压下技术的应用等提供了理论指导。     

连铸板坯二冷高温区传热均匀性研究与优化

在板坯连铸过程中,二冷区传热的均匀性对铸坯表面与内部质量均有重要的影响。首先对国内某钢厂二冷各区的喷嘴进行了喷淋性能测试,根据各冷却区喷嘴的布局及2 000 mm×250 mm断面包晶桥梁钢板坯连铸生产过程的各区水量分布,建立了铸坯三维凝固传热有限元计算模型,模拟分析了铸坯在二冷区内的动态凝固传热行为。在此基础上,优化调整了连铸二冷高温区的喷嘴布局。结果表明,某钢厂原二冷区喷嘴布局条件下,其高温区的铸坯表面温度沿其横向波动较大。典型生产工艺下,二冷4区出口处的铸坯宽面表面横向温差最大,即距角部313 mm处的宽面表面温度最高为1 073 ℃,而距角部873 mm处的宽面表面温度最低为996 ℃,温差达77 ℃。而当铸坯进入二冷弧形区时,铸坯表面的横向温度分布逐渐趋于均匀。将二冷2区的喷嘴安装高度由距铸坯表面170提升至200 mm、3区和4区的喷嘴安装高度由距铸坯表面200提升至240 mm,可使铸坯在高温区内的表面横向温差最大值降至30 ℃以下,大幅改善铸坯表面温度分布的均匀性。     

汽车用钢大方坯连铸二冷配水数学模型

应用开发的连铸传热数学模型对石家庄钢铁有限责任公司炼钢厂电炉车间所生产的5个钢种及2种规格铸坯的二次冷却配水进行了模拟计算；根据铸坯凝固冷却过程冶金准则的要求，经反复模拟及优化，得出了二次冷却区各段水量与拉速的二次关系式；综合考虑了过热度对铸坯凝固过程的影响，建立了新的二次冷却水控制模型，并应用于实际生产。     

Analysis of thin-slab casting by the compact-strip process: Part I. Heat extraction and solidification

This article reports on an extensive experimental and modeling study undertaken to elucidate the thermal evolution of thin slabs during their passage through the mold and secondary cooling system of a compact-strip process (CSP) caster. In industrial trials covering a wide range of casting conditions, temperature measurements were carried out at (1) the copper plates of an operating mold and (2) the stainless steel frame of an operating grid. Separately, water-flux and heat-flux distributions generated by the several water and air-mist sprays produced by the different nozzles used in the process were determined in the laboratory. The analysis of these pieces of information, together with a detailed consideration of the geometry of the mold and the arrangement of the rolls and spray nozzles, were used to establish appropriate boundary conditions for a two-dimensional, curvilinear-coordinate, unsteady-state heat-conduction model for predicting the solidification rate of thin slabs. The predicted slab surface temperatures show very good agreement with corresponding measured values taken in plant tests at several locations along and across the secondary cooling system. The validation trials involved a wide range of low- and medium-carbon steel grades, casting speeds, slab widths, and secondary cooling strategies. The second part of this article combines the solidification model with a creep model of the shell to yield useful information about design parameters and casting conditions associated with undesirable bulging behavior of the slab after the last support roll, which causes stoppage of the process by slab clogging at the pinch rolls.     

攀钢板坯连铸机二冷区喷嘴特性测试

对连铸二冷区喷嘴的冷态特性进行了研究。测定了不同喷水条件下喷嘴的压力一流量关系,喷水密度分布以及喷射角和喷雾粒度分布。分析了国内外喷嘴的特性曲线,为国内厂家生产喷嘴提供了更为合理的参数。     

喷嘴在连铸坯二次冷却过程中的应用和发展

根据喷嘴在二次冷却区的作用，分析了喷嘴的冷、热态特性、喷嘴布置以及冷却水控制等因素对铸坯冷却效果的影响，同时介绍喷嘴在连铸机上使用现状和高效连铸机对二冷技术的新要求。     

影响大板坯连铸机扇形段寿命的原因分析及对策

对大板坯连铸机扇形段更换次数及更换原因的统计分析表明,弧形段开口度超差及水平段三节辊冷却强度不足是影响扇形段寿命的主要原因。通过提高开口度调节精度、增加测量及调整开口度的手段,改进水平段喷淋冷却形式及喷杆分布、结构等,提高了扇形段的使用寿命,弧形段寿命由20万t提高到84万t,水平段寿命由不到40万t提高到126万t。     

喷雾转筒冷却机喷雾冷却性能

 喷雾转筒冷却机是转底炉生产线上的关键设备之一。为了提高冷却机的冷却性能,针对转筒外喷雾冷却系统换热特性,应用CFD数值模拟技术建立传热过程耦合模型,研究了喷嘴数量、间距以及偏移量等布置参数对换热的影响。结果表明,数量过多、间距过小或数量过少、间距过大均不利于传热,合适的数量和间距对设备冷却性能具有积极作用,喷嘴平行四边形排列在一定程度上优于矩形排列。最后通过具体工程应用试验验证了研究成果的正确性。     

含铌微合金钢连铸坯角部裂纹控制二冷新工艺

基于唐钢中厚板厂含铌钢板坯连铸生产实际,采用数值模拟方法研究了Q345B- Nb含铌钢板坯连铸过程实施铸坯角部二冷高温区角部组织多相变晶粒细化控冷工艺的可行性。结果表明,通过在结晶器窄面足辊下方增加6组针对铸坯角部强喷淋冷却的喷嘴结构,可使铸坯角部温度下降至约600 ℃,而后减少立弯段中下部3区与4区冷却水量,可使铸坯角部温度回升至900 ℃以上,满足铸坯角部多相变温度控制条件。在此基础上,将新控冷工艺应用于现场实际,实施铸坯二冷高温区多相变控冷新工艺后,铸坯角部距表面0~20 mm范围内的组织均可由传统工艺下“奥氏体＋先共析铁素体膜”结构转变成“铁素体＋珠光体”结构,且晶粒细化至不大于20 μm,铸坯抗裂纹能力大幅提高,含铌钢连铸坯角部裂纹率由原工艺的5.89%稳定控制在小于0.1%水平。     

特厚板坯连铸机二冷区喷嘴选型与布置

 连铸的二次冷却是影响铸坯质量的重要因素之一,而喷嘴选型和布置对二次冷却均匀性尤为重要。针对厚度大于400mm的特厚板坯生产所具有浇铸速度低、角部温度低、横向温度不均匀、液芯长度偏长等特点,拟定了特厚板坯喷嘴选型及布置的设计要求准则,再基于喷嘴厂提供的喷嘴试验参数和设备设计特点,从喷嘴喷射角度、安装高度、喷嘴间距、布置方式等方面对特厚板坯喷嘴选型与布置进行了分析,并就弱化特厚板坯边部冷却、均匀化水流密度提出了策略。生产实践表明,特厚板坯外形尺寸良好,表面质量无缺陷、内部质量良好。     

Air‐Water Mist and Homogeneity Degree of Spray Cooling Zones for Improving Quality in Continuous Casting of Steel

A theoretical investigation used previous experimental works for validation of model predications and for studying the effect of different nozzle designs on the quality of continuously cast steel slabs has been undertaken. This is by optimizing the homogeneity degree of cooling pattern “HDCP” between a pair of rolls. The idea behind this technique is to maximize the solid shell resistance against thermo‐metallurgical and mechanical stresses and therefore minimizes the defects generated in different cooling zones. A 2‐D mathematical model of thermal, solidification, solid shell resistance and cooling conditions has been developed. The model determines the temperature distributions, the different phases associated with the solidification and three phase peritectic reaction L + δ → γ of Fe?0.12%C steel alloy as well as isotherms. The effect of different cooling patterns for various spray cooling systems on the homogeneity degree and solid shell resistance are examined. In additional to traditional water and air‐water (AWM) nozzles, a new design of air‐water mist nozzle has been proposed to improve the homogeneity degree of spray cooling system. The results indicate generally that the increasing in the homogeneity degree of cooling conditions is proportional to the increasing in the solid shell resistance and therefore to the improving of slab quality. Model predications of different effects of different nozzle designs on the surface and inner quality levels are compared and discussed in the mold and secondary spray cooling zones.