水平连铸机的现状和发展(续五)

<正> 5 水平连铸坯的质量钢水在水平连铸结晶器中凝固时,初生坯壳的形成过程如图22所示。随着前一拉坯周期的结束和新的拉坯周期开始,已形成的凝固坯壳沿着拉坯方向脱离分离环,此时新的钢水进入结晶器。在分离环和结晶器交界处的钢水,受到结晶器、     

连铸板坯结晶器内凝固坯壳裂纹敏感性研究

基于钢凝固两相区溶质微观偏析模型和连铸结晶器内坯壳凝固生长二维瞬态热/力耦合有限元模型,提出了定量化描述结晶器内坯壳凝固生长的裂纹敏感性预测模型---CSC(Cracking Susceptibility Coefficient)模型。通过分析结晶器内包晶钢坯壳凝固宏观热/力学行为和坯壳裂纹敏感系数分布,探究了板坯结晶器内包晶钢坯壳凝固生长过程中裂纹敏感性的变化规律。结果表明,典型包晶钢板坯连铸工况下,坯壳偏离角区域易产生"热点",引发坯壳凝固前沿脆性温度区宽度扩大,结晶器窄面线性单锥度极易破坏坯壳应力分布的均匀性;包晶钢板坯表面裂纹和皮下裂纹主要产生于坯壳凝固初期,坯壳角部皮下裂纹则在结晶器内大部分区域均可能产生。     

小方坯连铸结晶器横向曲面模拟优化设计

针对实际连铸生产过程中连铸坯偏角部热点区容易产生表面凹陷等缺陷问题,根据连铸过程凝固规律研究与实际漏钢坯壳测量分析建立了小方坯传热数学模型。采用有限元软件ANSYS模拟计算了不同结晶器横向曲面设计下结晶器内坯壳温度场、应力场以及坯壳厚度分布。结果表明:在结晶器偏角部位设置具有部分横向曲面的结晶器,能在有效消除铸坯偏角部表面凹陷的同时不会增加角部裂纹产生机率,为最优设计方案。     

H型钢坯连续铸造工艺概况及发展现状

阐述了H型钢坯连铸技术,介绍了H型钢坯连铸关键设备及技术,总结了H型钢坯连铸主要工艺特点,概括了国内外H型钢坯连铸技术发展历程及现状,分析了H型铸坯存在的质量缺陷及影响因素,并提出了改善铸坯质量的措施,为H型钢坯连铸领域科研及生产提供参考。     

板坯连铸结晶器内凝固壳的测定与分析

在实际拉速１．４２ｍ／ｍｉｎ的实际工况下,通过漏钢坯壳获得了板坯连铸结晶器中坯壳的立体形貌,且对其凝固壳厚度分布进行了仔细测定。根据测定结果,分析了板坯宽面和窄面上的凝固差别,且给出了沿宽面和窄面中心线凝固比例系数的变化。坯壳的立体形貌和详实的凝固壳厚度分布数据给连铸过程数值模拟提供了宝贵的验证依据。     

不同工艺条件下小方坯连铸结晶器内的热力学行为

角部表面纵裂和偏离角裂纹是小方坯连铸中的常见缺陷。通过建立小方坯连铸结晶器内铸坯与铜管热-力耦合有限元模型,研究了不同拉速条件下小方坯在结晶器内的热-力学行为。计算分析了拉速、钢水过热度和结晶器锥度等工艺因素对结晶器内坯壳温度分布和塑性应变的影响。结果表明,铸坯角部纵裂和偏离角裂纹容易在结晶器下部发生;提高拉速、降低钢水过热度、采用多锥度结晶器均有利于降低亚包晶钢坯壳凝固前沿偏离角区域的拉应变及其裂纹倾向。一定条件下,高拉速有利于改善结晶器区域坯壳厚度和温度的均匀性、降低亚包晶钢小方坯连铸结晶器内常见裂纹的发生倾向。     

连铸板坯角部结疤缺陷的研究与实践

对宝钢梅山炼钢厂连铸板坯角部结疤缺陷形成过程与机理进行了研究。通过对板坯结疤的宏观形貌分析和形成全过程的现场跟踪观察，初步判断板坯角部结疤缺陷产生于结晶器内弯月面位置。其原因在于弯月面初生坯壳的破裂、溢流、冷凝过程造成了坯壳角部凝固沟溢流。据此，提出了相应的工艺改进措施，即减少保护渣的烧结性，严格控制结晶器振动偏差，做好结晶器均匀冷却的控制，从而保证结晶器铜板质量及与结晶器内初生坯壳受力相关的设备功能的精度，避免板坯角部结疤缺陷的产生。     

连铸坯初始凝固行为研究现状

综述连铸坯初始凝固行为研究现状，分析常规连铸过程中初始坯壳形成的影响因素及电磁连铸过程中控制初始坯壳形成的理论和实验的研究特点，提出了该研究中尚需解决的问题，为改善连铸坯质量提供参考。     

电磁软接触结晶器连铸技术中初始凝固的基础研究

本文研究了电磁软接触结晶器连铸传热凝固特点。用金属Ｓｎ模拟钢液,测定了在 连铸过程中的温度场、初始凝固点在坏壳厚度,得到了电磁场对它们影响的基本规律,分析了他们对铸坏表面质量的影响。结果表明,在电磁场的作用下,液相区内的金属温度趋于均匀,初始凝固点降低,初生坯壳变薄,铸坯表面质量明显改善。     

无柱状晶钢坯的连铸技术——半固态连铸

无柱状晶钢坯连铸技术是现代连铸技术的一个新发展，所得钢坯具有优异的成形加工性能。其基本过程包括合金熔炼，预结晶器预热，熔体搅拌和振动，凝固拉坯等基本环节。论述半固态连铸的基本概念，目前的应用，坯料的组织和性能以及今后的发展方向。     

管坯的连铸连轧

由于冶炼和连续铸钢工艺的完善,不但能扩大产量,同时也扩大了浇铸的钢种和铸坯断面。目前正在研究解决生产无缝钢管的圆形连铸坯的问题。用这样的钢坯来生产无缝钢管可以提高其经济效果。无缝钢管在螺旋横轧的特定条件下,对于钢坯的表面质量和中心密度有很高的要求。圆管坯可以用方形或矩形连铸坯通过钢坯轧机的轧制生产出来,但是再加工过程带来了金属损失和多余的生产消耗。采用连铸连轧则大大改善了圆管坯生产的技术经济指标:由于减少了切头去尾和加热烧损,可以提高成材率;利用铸坯热量,省去中间堆存     

工艺参数对Zn-4.5Cu-0.2Mn-0.3Bi合金水平连铸坯反偏析及凝固组织的影响

研究了锌铜合金在电磁场下水平连铸坯的初生坯壳前沿位置变化规律,考察了铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及合金元素的分布。试验结果表明,坯壳前沿的位置是随着拉坯速度、浇注温度和电流强度的变化而变化的,其中尤以拉坯速度对其的影响最为明显。只有根据电流强度和浇注温度相对应调整拉坯速度才能达到改善组织和偏析的效果。较大的电流和拉坯速度促使坯壳前沿后移。当液-固界面位于冷却水套和搅拌器的交界处时,反偏析得到有效抑制。电磁场消除了普通水平连铸坯横截面组织不均匀、最后凝固点上移的现象。搅拌后上边缘和心部深灰色树枝状的富铜相并没有完全消失,只是尺寸略微变大,但边部和心部组织差异很小。当拉坯速度3 m/h、电流100 A时,边部和心部组织最为均匀细小,其他电流和频率时组织变化不大。Ti没有起到细化作用和抑制反偏析作用,反而使得液体变得粘稠,流动性变差。     

方坯直轧工艺下连铸坯温度场均匀性及切坯工艺优化

对方坯直轧工艺下连铸坯温度场和初生晶粒演化进行数值模拟,并根据计算结果对连铸坯切坯顺序进行优化。结果表明：随着连铸拉速的提高,连铸方坯表面温度和心表温差逐渐增大,心部等轴晶区也逐渐扩大;拉速对连铸坯初生晶粒取向的影响较小;连铸坯定尺对铸坯头尾温差的影响较大,在拉速不变的情况下,连铸坯定尺每增加1 m,头尾温差增大约10.5℃。方坯直轧工艺生产采用非定尺切坯策略,可以有效减小连铸拉速波动对出坯生产节奏的影响。     

轴承钢连铸工艺的数学模型研究

本文依据冶钢连铸机具有条件和GCr15钢的热物理参数,建立了连铸坯凝固数学模型,经过坯壳温度和坯壳厚度的双重验证,证明模型实用。用该模型研究了主要工艺参数对连铸生产及铸坯质量的影响,优化了GCr15钢连铸的最佳工艺参数。     

国外水平连续铸钢技术概况

本文综述国外水平连续铸钢的技术发展概况,归纳为四种方式,对设备设计和工艺参数进行比较。评述水平连铸的优点及主要技术难关,分别对结晶器与中间包的连接部结构及接合环的材质、结晶器内壁的润滑镀层、拉坯机和拉坯制度等技术问题作了介绍。对水平连铸钢坯及其轧材的质量也作了评述。     

高温合金线材真空水平连铸过程的数值模拟

采用基于连续介质的耦合求解模型研究了镍基合金线材K418和GH4169在真空水平连铸过程中的流动、传热和凝固过程。模型考虑了流体流动过程对凝固过程的影响,以及间隙性的水平连铸周期性拉坯曲线(拉-停-拉)对水平连铸过程中的流动和温度场分布的影响。利用校正后的模型分析了水平连铸过程中拉-停-拉过程中的瞬态流动和凝固过程,研究了不同合金种类、拉速、冷却强度对线材水平连铸过程中的凝固行为的影响。结果表明:在水平连铸周期性拉坯过程中,结晶器内的熔体流动模式和温度模式是周期性变化的,其影响着线材初始坯壳的生长。与K418相比,在相同的计算条件下,GH4169有较低的表面温度而显示了更快的坯壳增长。高拉速和低冷却强度将增加线材表面温度,并增加液芯长度。目前模型再现了水平连铸过程中特定拉坯曲线引起的凝固的本质特征,可为水平连铸过程中改进生产工艺、优化拉坯曲线、减少合金线材缺陷提供指导和参考。     

热轧棒材表面缺陷分析

通过对抚顺特钢连轧厂热轧棒材及连铸生产流程进行统计、标定和分析,表明连铸坯原始缺陷可遗传至热轧棒材的表面,产生的主要缺陷是裂纹。钢中化学元素、连铸保护渣、连铸工艺参数、钢坯冷却转移和连铸设备维检等因素是影响铸坯质量的关键因素。     

圆坯方坯凝固定律的导出和验证

经典的凝固平方根定律一般不适合于描述圆坯和方坯的连铸凝壳长大过程，本文推导了圆坯凝壳长大的圆坯凝固方程，k^2t=r^2(1nr/r0-1/2) r0^2/2．圆坯凝固方程也适用于方坯凝壳长大过程，可称为圆方坯凝固定律．经实测数据验证，圆方坯凝固定律能够较准确地表达连铸坯凝固过程．     

水平连铸结晶器内气隙研究

气隙阻碍铸坯与结晶器之间进行热传递,影响连铸生产效率和铸坯质量,对水平连铸结晶器内气隙产生的原因、过程进行了较为详细的叙述,同时分析了影响气隙产生和分布的四个因素：金属液静压力、坯壳厚度（铸坯收缩）、结晶器冷却情况和铸坯自重。     

70号钢连铸过程的凝固传热模型与组织研究

连铸过程的冷却制度直接影响连铸坯质量和凝固组织,因此本文建立了二维凝固传热数学模型,对连铸过程进行了模拟,得到铸坯的温度场分布及坯壳厚度的变化。首先,通过模拟结果与实际生产的连铸坯组织结合,研究了铸坯组织疏松问题。然后,模拟过程中采用控制变量法,通过改变连铸工艺参数,进一步研究了过热度、结晶器水量、拉速及比水量等对铸坯温度及坯壳厚度的影响,得出连铸一系列规律,为指导现场二冷水的分配提供了重要依据。