电磁搅拌下连铸方坯凝固组织模拟

运用ProCAST软件对连铸方坯凝固过程进行仿真模拟,同时利用CAFE模块对连铸坯凝固组织进行预测,模拟结晶器有无电磁搅拌条件下连铸坯凝固组织。仿真结果表明,电磁搅拌明显缩小柱状晶区、增大中心等轴晶区;对结晶器有无电磁搅拌条件下实际生产的连铸坯组织对比分析,证明模拟结果与试验结果吻合。     

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。     

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。     

加热速度对GCr15钢连铸坯网状碳化物的影响

通过热处理模拟和金相组织观察,研究了不同加热速度对GCr15钢连铸坯的表面细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区网状碳化物形成的影响.实验结果表明,加热速度为5℃/min时,对三个区网状碳化物有明显的改善,尤其是可以完全消除中心等轴晶区的网状碳化物.     

连铸空心管坯内置行波磁场对凝固组织的影响

利用低熔点Sn-3．5％Pb合金进行了空心管坯内置行波磁场的静态模拟实验研究。结果表明：管坯内置行波磁场可以引起金属熔体内部纵截面上的大环流，减小了熔体凝固前沿的温度梯度，降低了金属熔体的冷却速率，抑制了熔体的枝晶生长，从而促进了晶粒的球化，改善了管坯的凝固组织。     

精冲钢连铸坯角部横裂纹产生原因及控制措施

为了研究精冲钢角部横裂纹形成原因并制定相应控制措施,通过数值模拟计算了二冷区连铸坯温度场分布,在此基础上采用Gleeble 3500热模拟机测定了试验钢种在连铸条件下的断面收缩率。使用金相显微镜、扫描电镜对角部横裂纹附近成分、微观组织以及钢中夹杂物进行观察分析。结果表明,连铸坯角部横裂纹形成是由于钢中大尺寸夹杂形成裂纹源,弯曲过程中连铸坯角部表面温度处于第Ⅲ脆性区710~765 ℃,裂纹进一步扩展形成角部横裂纹。针对裂纹产生原因提出延长软吹时间、控制过程温降、调整二冷水量等措施,有效降低连铸坯角部横裂纹产生概率。     

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%。     

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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.     

方坯连铸二次冷却计算机仿真通用软件的开发

连铸二冷计算机仿真是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。根据方坯连铸机的结构特点,基于沿拉坯方向上移动的有限薄片层思想,建立方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开发了方坯连铸二次冷却计算机仿真通用软件。该软件集连铸过程仿真计算、迭代反算二冷水量、水量公式回归、数据输入输出处理和图形处理于一体,使用方便,功能全面,在二冷技术研究、连铸生产和工程设计中具有应用前景。     

High-strength aluminum alloys hollow billet prepared by two-phase zone continuous casting

The two-phase zone continuous casting (TZCC) technique was used to continuously cast high-strength aluminum alloy hollow billets, and a verified 3D model of TZCC was used to simulate the flow and temperature fields at casting speeds of 2–6 mm·min⁻¹. Hollow billets under the same conditions were prepared, and their macro/microstructures were analyzed by an optical microscope and a scanning electron microscope. During the TZCC process, a circular fluid flow appears in front of the mushy zone, and the induction heated stepped mold and convective heat transfer result in a curved solidification front with depressed region near the inner wall and a vertical temperature gradient. The deflection of the solidification front decreases and the average cooling rate in the mushy zone increases with increasing casting speed. Experimental results for a 2D12 alloy show that hot tearing periodically appears in the hollow billet accompanied by macrosegregation near the inner wall at casting speeds of 2 and 4 mm·min⁻¹, while macroscopic defects of hot tearing and macrosegregation weaken and the average size of columnar crystals in the hollow billets decreases with further increasing casting speed. 2D12 aluminum alloy hollow billets with no macroscopic defects, the finest columnar crystals, and excellent mechanical properties were prepared by TZCC at a casting speed of 6 mm·min⁻¹, which is beneficial for the further plastic forming process.

     

82B小方坯凝固组织和偏析预测模型开发及应用

基于国内某厂82B小方坯连铸生产过程,使用ProCAST软件建立82B小方坯铸坯横断面宏观偏析模型,从温度场、坯壳厚度和凝固组织3个方面验证该模型的正确性,通过该模型研究连铸参数(拉速、比水量和过热度)对铸坯横断面宏观偏析的影响。模拟结果表明,82B连铸坯中心偏析随拉速和过热度的增加而增大,而比水量对中心偏析的影响较小。减轻铸坯中心偏析的关键在于控制铸坯拉速和过热度,因此为了保证铸坯中心碳偏析不高于1.10,应控制铸坯拉速低于2.64 m/min,过热度不高于10℃。     

连铸坯表面裂纹缺陷分析

连铸坯质量缺陷中约70%为连铸坯裂纹缺陷。为此,对连铸坯表面裂纹缺陷进行取样分析,明确了连铸坯表面裂纹缺陷的形成原因是一冷水强度大,冷却速度快,冷却不均匀。     

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.     

Time-Series Fluctuation Characteristics of Segregation Carbon Element Distribution Along Casting Direction in High Carbon Continuous Casting BilletEI北大核心CSCD

High carbon steel is prone to produce macroscopic/semi-macroscopic segregation, and C segregation along casting direction will have a serious impact on the quality of billet. Based on qualitative analysis (macroscopic quality rating and elemental macro content analysis) and relatively simple quantitative analysis (segregation index, mean square error), the existing technologies have judged the degree of segregation of billet in different levels, but with requirement of stricter quality stability standard, especially for the typical raw material of high-level rod-wire steel (e.g. 70 high carbon steel), it is very necessary to introduce a new method to measure the fluctuation characteristics more effectively. In this work, the ARMA (auto regressive moving average) model in the time series is firstly used to study the segregation degree of high carbon steel billet at different positions from the aspects of inherent period and damping rate in terms of the fluctuation characteristics (period and extremum) of C element along the casting direction. The size of the billet is 170 mmx170 mm and the sampling location is in the center longitudinal plane of the billet. The experiment is conducted by considering the effect of cooling strength (conventional cooling and strong cooling) on the fluctuation characteristics. Firstly, it is shown that the inherent period and the damping rate can quantitatively describe the inherent characteristics (periodic and extreme characteristics) of the C element along the casting direction. Secondly, strong cooling makes the average inherent period and the average damping rate of C element time series in the columnar grain region smaller, thus increasing the fluctuation degree and the segregation degree. However, strong cooling makes the average inherent period and the average damping rate of the C element time series in the equiaxed grain region larger, thus decreasing the fluctuation degree and the segregation degree. Finally, the period and the damping rate of the columnar grain region are respectively affected by the dendritic spacing and the temperature gradient, and the period and the damping rate of the equiaxed grain zone are respectively affected by the liquid flow in the solidification process (V-shaped segregation) and local cooling rate. By this research, a new theoretical basis may be supplied for delicacy control of element segregation and related quality fluctuation phenomenon.     

铝合金连续铸造过程CET位置判据的研究

柱状晶向等轴晶转变(CET)是在一定的凝固过程中必须控制的一种显微组织转变.本文针对铝合金连铸坯凝固过程中柱状晶向等轴晶的转变,综合运用了正交试验研究、数值模拟计算、数学拟合等方法,分析了连铸过程主要工艺因素拉坯速度、一冷水量、二冷水量和浇注温度对连铸坯凝固过程中柱状晶向等轴晶转变位置的影响,提出了柱状晶向等轴晶转变的转变位置判据,即当连铸坯某一位置处的固相率等于0.3时,温度梯度G与冷却速度R满足函数关系G0.8072/R=0.469时,在该位置处将发生柱状晶向等轴晶的转变.     

动态二冷水控制系统在圆坯连铸中的应用

本文介绍了某钢厂圆坯连铸生产线动态二次冷却水控制系统的结构、特点以及应用.系统应用了铸坯凝固传热仿真模型、动态参数调整和有效拉速控制多种方法,很好地满足了铸坯在稳态和非稳态情况下对二次冷却水量的要求.实践证明,此系统配置合理,运行稳定,对于连铸生产线提高铸坯质量具有重要意义.     

含Nb包晶钢连铸大圆坯表面横裂纹形成原因分析与对策

对含Nb包晶钢连铸大圆坯表面裂纹形成原因进行分析,认为在原有工艺条件下,连铸坯在矫直段处于铸坯脆性区,易发生表面横裂纹。通过优化化学成分、调整连铸工艺等措施,矫直时避开铸坯脆性区,使连铸坯表面质量有了较大改观。     

连铸过程中方坯脱方的原因与预防措施的研究

铸坯脱方是指连铸方坯和矩形坯4个角不成直角,铸坯断面形状变为平行四边形、梯形或菱形,是小方坯连铸过程中常见的质量缺陷。一般认为,结晶器和二冷段前区冷却不均匀是脱方的主要原因,所有可能导致冷却不均匀的因素如结晶器严重磨损、结晶器振动偏摆、二冷喷淋管偏斜、二冷喷嘴堵塞等等都可能是其诱因。针对连铸生产过程中的方坯脱方问题,从工艺、设备、操作等方面进行了分析,提出了预防方坯连铸脱方问题的相关措施和方法。     

HRB335小方坯脱方的原因分析及控制轧制

脱方是小方坯连铸常见的质量缺陷,一般认为结晶器磨损严重,钢水在结晶器内冷却不均匀,以及二冷喷嘴状况不佳,二次冷却不均匀等是脱方的主要原因。分析了新疆八一钢铁股份有限公司（以下简称八钢）第一炼钢厂2号连铸机HRB335钢连铸坯脱方的成因：一是HRB335钢水过热度较高,相比过热度较低的HPB235,其坯壳厚度比HPB23...     

小方坯连铸拉矫机水套长寿节能化研究

介绍了红钢方坯连铸拉矫机水套存在的问题,其冷却水套的使用寿命直接关系到拉矫机的使用,对铸坯质量和铸机作业率也有较大影响。对水套寿命较低的原因进行了分析,提出了改进措施,开发出了一种满足实际生产要求的新型水套,并取得了成效。