小方坯连铸过程二冷区水量的优化

对于目前连铸生产中优质高产的要求,运用控制容积方法建立小方坯连铸冷却热传导模型,将钢的高温性能和现场生产实际相结合,提出通过控制连铸冷却过程的分段温升温降来优化二冷区的冷却水量.在此基础上对于连铸过程不可微相变问题运用粒子群优化方法建立连铸二冷区水量优化模型.该模型通过合理分配各段水量,有效降低热应力,能够较好地指导现场生产.     

连铸二冷区冷却水检验的计算模型

为了保证无缺陷铸坯的生产,本文从连铸二冷区辊子间存在不同传热方式出发,根据铸坯表面温度的变化,检验二冷区冷却水的用量。通过生产实际数据的计算表明,该模型是可行的。     

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。     

连铸过程铸坯皮下裂纹的产生及控制

摘要：通过数值模拟的方法研究了典型大方坯（325mm×280mm）连铸过程中温度场和应力场分布,分析了铸坯皮下裂纹产生的原因和主要影响因素,制定了控制铸坯皮下裂纹的具体措施。结果表明：在连铸过程中铸坯的最大回温为121℃,二冷一区最高回热速率达到217.48℃/m,二冷二区最高回热速率达到131.95℃/m,其他各区回热速率都较低。温度回升后铸坯横断面距铸坯表面15~30mm处的最大应力应变值已经超过了钢的极限应力应变值,因此,二冷一区和二区温度回升是铸坯产生皮下裂纹的主要原因。增加二冷一区水量,将此水量在二冷三区和四区相应地减小,可以降低二冷一区回热速率,降低最大回热温度到88℃,控制铸坯皮下裂纹的产生。     

连铸过程铸坯皮下裂纹的产生及控制

通过数值模拟的方法研究了典型大方坯(325 mm×280 mm)连铸过程中温度场和应力场分布,分析了铸坯皮下裂纹产生的原因和主要影响因素,制定了控制铸坯皮下裂纹的具体措施。结果表明:在连铸过程中铸坯的最大回温为121℃,二冷一区最高回热速率达到217.48℃/m,二冷二区最高回热速率达到131.95℃/m,其他各区回热速率都较低。温度回升后铸坯横断面距铸坯表面15～30 mm处的最大应力应变值已经超过了钢的极限应力应变值,因此,二冷一区和二区温度回升是铸坯产生皮下裂纹的主要原因。增加二冷一区水量,将此水量在二冷三区和四区相应地减小,可以降低二冷一区回热速率,降低最大回热温度到88℃,控制铸坯皮下裂纹的产生。     

大方坯连铸二冷技术研究

针对攀钢大方坯连铸引进的二冷控制技术在连铸比水量和二冷区水量分配等方面存在的问题,通过测试研究大方坯连铸典型钢种的高温延塑性能和二冷区的铸坯表面温度分布,制定了满足攀钢连铸品种开发要求的二冷控制制度。生产应用表明,连铸大方坯内部质量得到了明显提高。     

方坯连铸二冷区喷水冷却控制模型

本文在建立连铸凝固冷却过程离线计算数学模型的基础上,对不同浇注温度和拉速条件进行了大量的计算,并应用二元回归方法处理计算结果,得出二冷区各段喷水量的控制模型。用该控制模型通过计算机控制二冷区喷水量不仅可以使拉坯生产稳定,协调、节水、节能,而且可以减少拉漏,提高铸坯质量。     

二次冷却对帘线钢方坯液芯长度与等轴晶率影响的模拟研究

为解决帘线钢连铸方坯中心碳偏析问题,展开二次冷却对凝固过程液芯长度与等轴晶率影响的模拟研究。利用CAFE法构建模型,并利用射钉试验、表面温度与凝固组织构成进行验证;分别研究了比水量、二冷一区与二冷二区对液芯长度与等轴晶率的影响。对液芯长度与等轴晶率而言,二冷一区比二冷二区的影响能力强。     

优化设计在小方坯连铸机高效化改造中的应用

通过对小方坯连铸凝固过程的理论分析,详细论述了结晶器、二冷区对小方坯连铸凝固过程的影响,提出了高效化改造时结晶器、二冷区的设计基本原则。在四川川威集团方坯连铸机高效化改造中对结晶器、二冷区进行优化设计,并得到了成功应用。结合理论分析和实际应用事例,提出了小方坯连铸机高效化改造的基本思路。     

钢液连铸二次冷却先进工艺模型的发展与研究

 钢液连铸二次冷却的效果直接影响连铸坯质量,为了合理地控制二次冷却过程,多种静态和动态控制工艺模型被提出。系统综述了目前二冷静态和动态控制工艺模型的发展,包括二冷区各回路水量与拉速呈一次线性或二次曲线关系的二冷控制工艺模型、基于修正有效拉速的二冷动态控制工艺模型和基于在线传热计算的二冷动态控制工艺模型等,以及基于钢液过热度和二冷进水温度的二冷控制先进工艺模型和基于在线温度测量反馈调节各回路水量的二冷动态控制工艺模型。随着二冷控制工艺模型的发展,其控制的实时性、可靠性、准确性以及运行的稳定性也逐渐提高,从而为高质量铸坯生产及智能化二冷控制奠定了基础。     

含Nb热轧宽带钢边裂原因分析与控制

介绍了含Nb带钢生产过程中边部横向裂纹和纵向裂纹的成因及防止措施,通过降低二冷区冷却强度、保证成品钢中Ti>0.015%、加强脱氧等手段,基本解决了含Nb生产过程中的边部裂纹问题.     

3号连铸机二冷自动配水

连铸机二冷区自动配水控制是连铸生产过程自动控制中的重要环节。本文简介了自动配水系统的设计、参数的整定，并对其效果进行了分析。     

普碳钢内部裂纹原因分析及控制实践

针对陕钢集团汉钢公司1号连铸机在生产过程中出现的中间裂纹的问题,以实践结合理论进行分析,通过二冷区配水的调整、喷嘴型号的优化、二冷区弧度的矫正、钢水成分的控制、连铸保护浇注等措施来控制铸坯中间裂纹的产生。最终通过对比调试前后铸坯的质量可以发现调整后的铸坯中间裂纹有所减少,质量有所改善。     

多断面方坯连铸机设计及生产实践

针对多断面方坯连铸机的生产实际,从工艺和设备设计角度并结合生产实践提出如下思路。二冷区总长度设计为7 685 mm,分四区,并将第四区细化为四区＋四区延长区以适应多断面、多钢种较高拉速生产;二冷各区分配比定为0.33-0.39-0.19-0.09(四区延长区关闭)和0.35-0.39-0.12-0.14(四区延长区打开),比水量范围为0.3～1.2 L/kg;独特的二冷全水和气雾喷嘴快换装配结构可节省断面更换时间至2.5 h;兼顾各断面生产的末端电磁搅拌最佳安装位置为距离弯月面9.2 m处。按上述思路设计的多断面方坯连铸机可实现较高拉速生产,铸坯质量良好,连铸机作业率高,并为同类型连铸机改造或设计提供实践经验。     

连铸二冷喷嘴性能测试及计算机仿真系统

通过连铸二冷喷嘴的冷、热态性能测试及其计算机仿真系统进行二冷区温度场和坏壳厚度及液芯长度的模拟、优化，可指导现场生产，提高铸坯的实物质量。     

宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型的研究与开发

以二维非稳态传热数学模型为理论基础,结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律,将二冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热四个过程,并根据宝钢一炼钢板坯连铸机具体条件,建立了宝钢1930mm板坯连铸凝固传热模型.利用面向对象的VB6.0高级语言对模型进行编程,开发出相应的连铸二冷仿真软件.利用红外线测温仪采集铸坯温度,对模型结果进行验证,现场铸坯测温和仿真结果比较得出偏差范围为0.9%～2.8%,说明仿真模型和仿真结果真实可靠.利用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化,指导连铸生产.     

连铸板坯表面温度控制器的设计

以某钢厂引进的连铸板坯二冷动态控制系统为研究对象,提出了基于改进粒子群BP算法的板坯二冷区表面温度神经网络控制器.以实际生产现场的设备、工艺参数为基础进行了仿真研究,结果表明表面温度神经网络控制器的输出结果与实际生产参数的误差小于2%,研究结果对引进的同类连铸板坯二冷控制系统的升级改造具有指导意义.     

宝钢1930mm板坯连铸二冷传热模型的研究与开发

基于二维非稳态传热数学模型理论，并结合铸坯在连铸二冷区的实际热量散失规律，将二：冷区相邻夹辊之间传热分为夹辊接触传热、水聚集蒸发传热、水冲击传热和辐射传热4个过程，根据宝钢一炼钢1930mm板坯连铸机具体条件，建立其连铸二冷传热模型。利用面向对象的VisualBasic6．0高级语言对模型进行编程，开发出相应的连铸二冷仿真软件。利用红外线测温仪采集铸坯温度对模型结果进行验证，现场铸坯测温和仿真结果比较得出温差在20℃以内，偏差范嗣为1．0％～2．5％，说明仿真模型和仿真结果真实可靠。应用该仿真软件可以对宝钢1930mm连铸机的二冷工艺制度进行研究和优化，指导连铸生产。     

连铸M2高速钢碳化物和宏观偏析热模拟

M2高速钢碳化物粗大且分布不均匀制约了该钢种采用连铸-连轧工艺生产。采用基于特征单元热相似性的连铸坯枝晶生长热模拟试验机研究了连铸M2高速钢凝固过程及组织形成规律，并且使用光学显微镜和金属原位分析仪分析了过热度和二冷区比水量对其碳化物分布和尺寸及宏观偏析的影响。实验结果表明，铸坯碳化物分布和尺寸及宏观偏析受到过热度与二冷区比水量的显著影响。过热度每减小10℃,凝固末端的碳化物面积占比减小约1.5%,碳化物网交汇处平均尺寸减小约7.5μm。随着二冷区比水量由0.36 L/kg增加至0.54 L/kg,凝固末端的碳化物面积占比减小约2.8%,碳化物网交汇处平均尺寸减小约23.8μm。降低过热度和提高二冷区比水量有利于C、W、Cr、V元素均匀分布和降低中心偏析。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座（待续）：第四讲 连铸凝固过程…

影响连铸板坯表面质量的内在因素很多，其中结晶器的传热和二冷区的传热过程是不可忽视的两个方面，概述了国内外用数学模型分析热流状态，分析结晶保护渣发生的热过程，以及研究开发二冷区热交换系数模型，用于预测中间裂纹的形成的情况。