连铸板坯二冷区的应力分析

以某钢厂二号板坯连铸机结晶器至二冷区的35钢连铸坯为研究对象,采用有限元软件MSC.MARC建立沿拉坯方向上铸坯的二维纵断面弹塑性应力模型,对连铸坯的连铸过程进行数值模拟,研究不同拉速下铸坯表面应力和裂纹指数的变化规律。仿真结果表明,铸坯表面应力和裂纹指数随着拉坯速度的提升而增大,连铸坯的拉速控制在1.2m/min以内时,表面裂纹可得到较好的控制。     

五流大方坯连铸中间包流场与温度场数理模拟的研究

基于数理模拟,对五流大方坯连铸中间包内钢水流动特性及温度场进行了研究.物理模拟结果表明:采用湍流控制器可明显延长钢水的响应时间和停留时间,采用梯形围墙有利于钢水在各流间合理分配,在2#、4#流水口下游设置挡坝,能够进一步改善中间包内钢水的流动特性.当采用稳流器+梯形围墙+挡坝的控流方式时,各流的流动特征参数一致,死区体积在25.0%以下,平均停留时间达15 min以上;数值模拟结果表明,采用本研究开发的控流方式,中间包内钢水温度分布合理,包内钢水最大温差在10℃以内,各流间出口钢水温差为2～3℃,有利于发挥中间包的冶金效果,保证连铸生产顺行和铸坯质量.     

异钢种连浇过程的水模研究

通过1∶3水力学模型,对包钢宽厚板异钢种连浇过程进行模拟,研究不同拉速和中间包余钢量等条件下沿铸坯长度方向的无量纲浓度曲线变化.结果表明,中间包余钢量比拉速对交接部铸坯长度的影响更显著.     

提高连铸典拉率的实践

连铸钢水温度是连铸生产工艺的重要参数之一,直接影响连铸工艺过程以及铸坯表面、内在质量.华菱湘钢炼钢厂通过对4#铸机工艺过程和钢水温度变化规律的研究,制定出适合该厂4#铸机生产较理想的钢水过程温降控制制度,4#铸机连铸典拉率得到了明显提升.     

薄板坯在二冷区传热现象的研究

研究了薄板坯连铸二冷区不同的工艺参数对传热现象的影响.计算中采用二维传热模型对温度分布进行计算.计算了不同拉速、不同水量下铸坯的温度分布和坯壳生长.分析了不同工艺对铸坯温度和坯壳生长的影响.得到了不同工艺下,铸坯温度分布规律和坯壳生长规律:拉速的变化对铸坯温度分布和坯壳生长有很明显的影响;而水量变化20%对铸坯温度分布和坯壳生长没有明显的影响.     

不锈钢板坯连铸凝固特性的研究

分析了 2种不锈钢凝固时的结晶特性 ,模拟计算了连铸过程中不同拉速和不同二冷配水下铸坯温度场的变化 ,并分析了铸坯温度场的变化与铸坯质量的关系 总结出提高铸坯质量的二冷配水原则 ,为制定不同拉速下的二冷配水制度提供了科学依据     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

拉速对H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的影响

以H型坯连铸结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了拉速对结晶器内钢液传递特性的影响.结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但流场的主要特征参数有所不同.随着拉速的增大,结晶器内钢液射流冲击深度增大,结晶器自由液面流速增大,结晶器液面波动有增大趋势,钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势.而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,该模拟条件下,20～100 μm夹杂物去除率在4～17％之间.     

不锈钢板坯连铸温度场及凝固末端位置的研究

采用有限元法计算了不锈钢板坯在连铸时凝固过程中温度场及坯壳的生长随时间的变化，讨论了过热度，拉速及二冷配水量对温度场及凝固末端位置的影响。结果表明，影响铸坯温度场和凝固末端位置的主要因素是拉速和二冷配水，而过热度影响较小。     

广钢高效连铸改造的中间包内型优化

广钢连铸中间包采用三流和入流非对称布置的结构,生产中钢水流动不稳定,温度不均匀,为改变这种状况,有必要对中间包进行结构改造。在中间包冷态和热态水模型上,安装纵向局部挡墙和带导流孔“Ｖ”型挡墙,研究中间包内钢水流动和温度分布情况。模拟试验结果表明：“Ｖ”形挡墙能显著改善钢水的流动,使各流钢水平均停留时间趋于均衡,温度差减少,中间包内死区减少。此外,作者还给出了推荐的中间包改造方案。     

高拉速情况下容易出现的铸坯缺陷

连铸机拉坯速度与铸坯质量有着非常复杂的关系。由于拉速提高，钢水在结晶器中的流动状态更加激烈，传热及凝固过程易于波动，高拉速时容易出现偏角纵裂纹漏钢、铸坯表面纵裂纹。拉速提高，钢水中夹杂物上浮困难，二次冷却区液心长度增长，受各种应力的作用，铸流在此区间的湍流影响范围较大，易于产生内裂和偏析。     

梅钢40t板坯中间包的工业试验与仿真分析

梅山钢铁公司炼钢厂有2座150t的LD转炉,配40t板坯连铸中间包。为了了解和掌握中间包内部过程的基本特征,在实际中间包内对流动控制装置、钢水停留时间分布及熔泡内温度分布情况进行了现场测试,并结合数学和物理模拟方法进行分析。研究结果表明：钢包与中间包内钢水的温差对中间包内钢水的流动状态有很大影响,进而影响着中间包内许多冶金过程;实际中间包熔泡内温度分布不均,即使没有任何流动控制装置,熔池内上部温度也高于下部温度,现场测定的停留时间曲线与传统的等温水模型实验结果相差较大;在大多数生产条件下,中间包内的流动是非等温流动,以等温条件为前提的挡板设计、控制参数可能与实际情况不符,应该重新鉴别。     

连铸二冷动态控制算法研究

连铸二冷动态控制是提高铸坯质量的关键技术,针对常规PID控制在拉速扰动时引起铸坯表面温度波动大的问题,本文基于在线凝固传热模型建立不同拉速下的二冷过程模型,以方坯铸机为对象研究一种自适应PID动态权值调整法用于二冷动态控制,并与常规PID进行对比仿真研究。研究结果表明:当拉速突变时,动态权值调整法能更好的适应系统的变化,模型适配能力强,鲁棒性好,可使控制系统更快的趋于稳定。     

Q235小方坯连铸过程中凝固特性的研究

分析了Q235凝固时的结晶特性,柱状晶容易生长.数值计算了小方坯连铸机在2.6 m/min拉速、不同二冷配水下铸坯的温度场和凝固前沿温度梯度.在弱水冷却时,铸坯坯壳凝固前沿温度梯度比较小,得到细小的柱状晶和少量等轴晶.连铸坯中间裂纹主要与二冷水相关,合适的二冷配水可降低或消除中间裂纹.     

宽板坯凝固前沿轻压下率模型的研究

结合连铸坯凝固规律及轻压下技术改善铸坯中心偏析的冶金原理,建立宽板坯轻压下率理论模型。根据某厂连铸宽板坯实际生产条件,以传热模型计算的铸坯凝固温度数据作为轻压下率模型计算条件,分析拉速、浇注温度、坯壳凝固收缩特性对铸坯轻压下率的影响规律。结果表明,在相同的拉速和浇注温度条件下,铸坯轻压下率沿拉坯方向的分布总体呈减小趋势;拉速较高时的起始轻压下率小于拉速较低时对应的起始轻压下率;拉速与平均轻压下率呈线性递减关系：拉速每升高0.1m/min,平均轻压下率减小0.015mm/m;浇注温度越低,轻压下区起始轻压下率的值越高;浇注温度对平均轻压下率的影响较小,浇注温度每升高10℃,平均轻压下率仅减小0.002 5mm/m;铸坯外部凝固坯壳的收缩对整个轻压下区平均轻压下率的贡献量为20.4%～22.3%。     

工艺因素对SCM435钢大方坯凝固组织的影响

为了模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固组织,采用有限元法模拟了SCM435钢的连铸凝固过程,获得了325 mm×280 mm连铸坯的温度场,在此基础上与元胞自动机(Cell automaton,CA)耦合模拟凝固组织.结果表明,随浇注温度的降低,柱状晶区逐步减少,表面细晶区及中心等轴晶扩大,晶粒密度逐步增加,最大晶粒面积及平均半径大大减少;但中心凝固所需要的时间反而有所增加,中心处的晶粒的平均半径先降低后升高;拉速对凝固位置的影响较为显著,随拉速的增加,晶粒密度逐步减少,柱状晶宽度与中心处的等轴晶半径略有增加.     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.     

保证高温连铸坯生产的技术

高温连铸坯的生产是实现热送热装和直接轧制的基础。高温连铸坯的生产技术就是保证连铸坯质量和提高连铸机生产效率的同时，最大限度地减少连铸坯热量损失，提高连铸坯出坯温度，实现高温连铸坯热送热装和直接轧制的目的。连铸机只有在高拉速的情况下才能适应热送热装和直接轧制工艺的生产节奏，并最大限度地保证连铸坯温度。因此，保证高温连铸坯生产的技术，最重要的是高拉速和高拉速条件下的弱冷却技术。     

小方坯连铸二冷配水对凝固与传热的影响

研究小方坯连铸在二次冷却过程中的坯壳凝固情况,建立了传热过程的二维非稳态数学模型,计算出在整个连铸过程中温度变化和温度场分布,并得出在二冷区铸坯凝固速度与换热系数的关系.     

中碳铝镇静钢连铸开浇工艺对夹杂物变化的影响

为研究中碳铝镇静钢生产时开浇阶段钢水严重二次氧化的原因,设计开浇前中间包不充氩和充氩2种开浇工艺,量化分析2种工艺的全氧(T.O)、氮及夹杂物的变化。结果表明,连铸开浇工艺主要影响钢水中10μm以下夹杂物的变化,与精炼终点钢样相比,不充氩工艺和充氩工艺的中间包开浇钢样T.O质量分数的增加率分别为82.9%和16.3%,N质量分数增加率分别为37.2%和10.5%,微小夹杂物单位数量的增加率分别为85.2%和11.9%,w(Al2O3)在10%以上的钙铝酸盐夹杂单位数量增加率分别为88.6%和17.3%,开浇阶段中间包不充氩工艺钢水的严重二次氧化主要是中间包内腔空气所致,中间包耐材的影响较小。