中碳钢板坯保护渣性能优化及提高拉速工业试验研究

 通过提高保护渣碱度以及渣中CaF2和Li2O含量,对中碳钢板坯用保护渣进行了优化,并采用优化的保护渣进行了提高拉速工业试验。结果表明：优化的保护渣具有较高结晶温度、较低的粘度和熔点;试验过程中,采用优化的保护渣液渣层厚度平均增加约2 mm,单耗增加0.03 kg/m2;采用优化的保护渣在1.5 m/min拉速下和采用原渣在1.3 m/min拉速下浇铸时,结晶器传热强度、传热的稳定性以及浇铸出的铸坯质量等项目水平相当。     

电磁搅拌下圆坯结晶器内卷渣现象的物理模拟

 以某钢厂[?500 mm]圆坯连铸结晶器为原型,基于相似原理,建立了1:1的物理模型,通过机械搅拌模拟结晶器电磁搅拌。在模拟电磁搅拌条件下,研究拉速、搅拌强度对结晶器保护渣覆盖剂的影响。试验结果表明,当搅拌强度稳定时,随着拉速的增加,液面波动会越来越剧烈,中心漩涡也会随着拉速增大而增大;当拉速稳定时,随着搅拌转速的增加,渣层波动加剧、水油界面变得活跃、液渣层厚度分布由均匀变为出现中心漩涡、转速大于60 r/min时,在壁面附近液渣层厚度为0,会发生裸钢现象,卷渣发生倾向增大。在使用电磁搅拌条件下,圆坯结晶器生产时拉速不超过0.45 m/min,搅拌强度为36～48 r/min时,钢渣界面活跃,有利于化渣,且不会出现裸钢现象,也不会发生卷渣。     

提高亚包晶钢板坯拉速对结晶器传热的影响

通过对提高亚包晶钢AQ钢种230 mm×1200 mm板坯拉速试验过程中结晶器冷却水参数、铜板测温等数据进行适时记录,并与数学模型及ANSYS商业软件相结合,研究了提高拉速对结晶器平均热流、局部热流、铜板温度场以及坯壳厚度的影响。结果表明,拉速由1.3m/min提高到1.5m/min时,平均热流增加0.1 MW/m²左右,宽边弯月面区域局部热流增加0.13 MW/m²,但均在合理范围内,这与采用高碱度高结晶温度的试验保护渣有关;结晶器窄/宽面平均热流比超过0.9,应适当减少结晶器锥度;宽面坯壳厚度平均减薄4 mm左右,应严格控制结晶器传热强度,以保证连铸工艺稳定和铸坯质量。     

高拉速条件下中碳钢连铸用保护渣的性能研究

高拉速连铸技术因其高效生产的优点而备受人们关注,其中典型的紧凑型带钢连铸技术的连铸速度普遍提高至3～6 m/min,甚至达9 m/min。因高拉速连铸技术的拉坯速度提高,导致结晶器内部许多参数发生了改变,使得该工艺对保护渣的要求也变得颇为严苛。针对紧凑型带钢连铸连轧生产中碳钢所用保护渣开展了研究,并与传统低拉速连铸保护渣的理化性能进行对比。研究结果表明:中碳钢高拉速连铸用保护渣相比低拉速连铸用保护渣需要有更好的润滑性能,1 300℃时的黏度应低于0.086 Pa·s(拉速3.5 m/min);因高速拉坯,结晶器内壁与初始钢坯之间的热流大大增加,为避免过快的传热导致铸坯缺陷则需采用控热能力更均匀更强的保护渣。     

连铸板坯结晶器内钢液流速的控制与应用

针对SPHC-S铸坯生产存在夹渣缺陷的现状，对不同工况条件下的结晶器流场进行了测定，并根据测试结果进行了工业试验验证。结果表明，水口倾角相同的情况下，当插入深度为140 mm时，随着拉速由1.7 m/min增大至2.0 m/min,结晶器表面流速由0.201 m/s增大至0.279 m/s;当插入深度为160 mm时，相同涨速范围内，结晶器表面钢液流速由0.167 m/s增大至0.234 m/s。当水口插入深度相同，倾角为15°时，拉速由1.7 m/min增至2.0 m/min,结晶器表面流速由0.179 m/s增大至0.258 m/s;当浸入式水口倾角为30°时，结晶器表面钢液流速随着拉速的变化由0.167 m/s提高至0.234 m/s。经过表检系统验证试验热轧卷板夹渣情况，发现结晶器表面钢液流速为0.22～0.24 m/s时，卷板夹渣指数最小。此流速对应的最优工况为浸入式水口倾角30°,水口插入深度为160 mm,拉速为2.0 m/min,且按照此工艺参数进行工业生产验证后，卷渣缺陷相比之前减少51%。     

板坯连铸提高拉速工艺研究与实践

对首钢二炼钢板坯铸机提高拉速的工艺进行了研究。为适应1．2～1．3m／min拉速条件下稳定正常的生产,对结晶器冷却水量、浸入式水口参数、二冷比水量、振动参数、保护渣性能指标进行了调整,最高拉速达到了1．4m／min。研究了拉速变化对结晶器热流密度的影响、提高拉速后对结晶器铜板温度的影响、矫直区铸坯表面温度变化、保护渣耗量的变化等。通过采取以上措施,与0．8m／min拉速情况对比,铸坯表面纵裂发生率维持在同一水平,含铌的微合金钢种一检合格率显著上升,铸坯内部质量维持在同一水平。板坯双流铸机改为单流铸机后,由于拉速的提高,板坯月产量达到了9．5万t,达到了双流铸机的产量水平。     

MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用

通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%～11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%～15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/m...     

高拉速板坯连铸保护渣的应用

根据攀钢2^#板坯连铸的工艺特点，在分析了高速连铸对保护渣性能要求的基础上，研究开发出了适应高拉速浇注的连铸保护渣，工业试验结果表明，研究开发的YC—DT高拉速用连铸保护渣，在拉速≥1.70m/min时不仅结晶器内熔化状况良好，而且保护渣消耗量适宜，所浇铸坯表面质量良好，能够满足攀钢2^#板坯高速浇注的需求。     

高速连铸结晶器内凝固传热行为及其均匀性控制

从分析高拉速包晶钢板坯连铸结晶器内凝固传热行为特征入手,首先阐明拉速对结晶器内的界面热阻、凝固坯壳的温度与应力分布的影响规律,研究发现拉速超过1.6 m·min?1时,界面热阻明显增加,拉速由1.4 m·min?1提升至1.6 m·min?1和1.8m·min?1时,出结晶器坯壳厚度相应减少约10%,其发生漏钢的危险不断增加;在此基础上,阐述了结晶器的内腔结构、保护渣、振动与液面控制等控制结晶器内坯壳凝固均匀性的相关技术。要实现高速连铸,首要应考虑结晶器内腔结构的优化设计,使其能更好地迎合凝固坯壳的生长,研制适合包晶钢等凝固特点的专用连铸保护渣至关重要,铸坯鼓肚控制也是保障高拉速液面稳定的关键。      

动力钢公司高速薄板坯连铸机的结晶器保护渣性能

美国动力钢公司的薄板连铸机为双流 ,A流于 1995年11月 10日投产 ,B流于 1998年 5月 18日投产。 1998年 1月 ,单流月产量达到 9.6万 t,平均注速为 4.95 m/ min。为了使平均注速提高到 5 .5 m/ min,且不影响铸坯质量或不增加拉漏率 ,该公司进行了大量的研究。研究发现在提高注速时 ,为保证铸坯质量必须选择合适的结晶器保护渣。该公司研究的四种典型的结晶器保护渣的性能见附表。通过对注速、热传导以及结晶器保护渣消耗的研究得出 ,结晶器保护渣 A、B适于低、中碳钢的生产。　　附表四种典型的结晶器保护渣的性能项目 结晶器保护渣 A结晶…     

Numerical Simulation of Influence of Casting Speed Variation on Surface Fluctuation of Molten Steel in Mold

The influences of casting speed variation on surface fluctuation of the molten steel in mold during continuous casting were investigated with numerical simulation method.It was found that when the casting speed was evenly decreased from 1.4 m·min-1 to 0.6 m·min-1,the increase of the surface fluctuation of the molten steel in mold was observed only on time that was at the start of casting speed change.While,in experiment of increasing casting speed evenly from 0.6 m·min-1 to 1.4 m·min-1,the increase of the surface fluctuation of the molten steel in mold was observed only at the time when the casting speed was stopped to increase after it had been increased to 1.4 m·min-1.For surface fluctuation of the molten steel in mold which was produced during the casting speed evenly increasing or decreasing period and at the time when increasing or decreasing the casting speed at low casting speed level(0.6 m·min-1),the influence of casting speed change is very small.In addition,it is found that,at high casting speed level(1.4 m·min-1),even a little change of casting speed could result in remarkable increase of the surface fluctuation.Thus,at high casting speed,changing casting speed should be avoided or much slower speed changing rate should be used.     

亚包晶钢板坯连铸保护渣凝固结晶行为的研究

对≤1.3 m/min常规拉速(TCaO/SiO₂=1.19)和≥1.5 m/min高拉速(TCaO/SiO₂=1.40)0.07～0.10C亚包晶钢板坯用两种保护渣(%:2.54～3.0Al₂O₃、7.34～8.35Na₂O、8.83～8.87F、0.79～3.00Li₂O)降温凝固过程中结晶特性以及结晶对熔渣粘度的影响进行了研究,得出高拉速保护渣在凝固之前有明显的结晶行为,结晶矿相主要为枪晶石(3CaO·2SiO2·CaF₂);常规拉速保护渣在凝固温度以上时,没有明显的结晶现象。与常规拉速保护渣相比,高拉速保护渣完全凝固后晶粒粗大,组织中有大量空隙,有利于增加渣膜热阻,减缓结晶器传热。TCaO/SiO₂=1.40保护渣在结晶温度以上时,具有较低的粘度,有利于结晶器润滑;结晶温度以下时,粘度迅速增加,有利于增加固渣膜厚度,减缓结晶器传热。     

板坯连铸结晶器内钢液表面流速的水模型研究

以承德钢铁厂板坯连铸结晶器为原型,采用1∶1的水模型进行试验,研究了拉速、浸入式水口出口角度、水口浸入深度、水口底面结构及结晶器断面宽度等工艺参数对板坯结晶器内表面流速的影响。结果表明:拉速对表面流速的影响最大,随着拉速的提高,结晶器内钢液表面流速明显增大,当断面宽度为1 650 mm,拉速由0.7 m/min提高到1.4 m/min,表面流速由0.04 m/s提高到0.1 m/s;波浪面结构的浸入式水口表面流速效果最优。     

高拉速连铸结晶器振动参数对板坯表面裂纹形成的影响

 结晶器振动导致初凝坯壳受力和变形是产生铸坯表面裂纹的主要原因。通过计算2.0 m/min拉速时弯月面区最大液体摩擦力和最大渣道动态压力,分析了高拉速下结晶器振动参数变化对板坯表面纵裂纹和横裂纹形成的影响,并结合振动参数对结晶器润滑和振动状态的影响,阐明减少表面裂纹的振动参数控制措施。研究结果表明：提高振频和振幅均增大铸坯表面裂纹形成的可能,振频影响强于振幅;增大非正弦振动因子降低了坯壳撕裂可能性,且对润滑有利,但使振痕加深,振动冲击加剧;适当降低振频,增大振幅和非正弦振动因子可抑制表面裂纹形成。     

1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场与温度场数值模拟

为研究连铸工艺参数对结晶器内部钢液的作用规律,对涟钢1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场和温度场进行了系统的数值模拟,研究了不同吹氩量(0～7 L/min)、不同水口浸入深度(110～150 mm)和不同拉速(0.9～1.2 m/min)对结晶器内钢液行为的综合影响。结果表明,随着吹氩量增加,自由液面的钢液流速和温度总体呈现降低的趋势;随着水口浸入深度增加,自由液面的钢液流速先降低后增加;随着拉速增加,自由液面的钢液流速增加;水口浸入深度和拉速对温度场的影响较小。当吹氩量为5 L/min、水口浸入深度为130 mm、拉速为0.9 m/min时,结晶器自由液面具有较小的钢液流速和湍动能,同时液面具有较好的温度均匀性。通过数值模拟研究,为合理选择结晶器相关工艺参数提供了理论依据。     

圆坯连铸结晶器热流研究

 对圆坯连铸结晶器平均热流和局部热流进行了研究。分析了拉速、电磁搅拌电流和弯月面波动等工艺参数对结晶器局部热流(高热流区热流)和平均热流的影响。结果表明：拉速为14~26 m/min,搅拌电流在200~320 A时,局部热流与平均热流变化趋势不完全一致。局部热流对工艺参数反应敏感,传热极不均匀;平均热流不能完全反映局部热流的变化,局部热流能更及时地反映坯壳的凝固情况。     

连铸坯结晶器内钢液流动数学模拟研究

应用CDF软件FLUENT进行结晶器内钢液流动数学模拟,对结晶器参数进行优化.预测了在不同的操作条件下,结晶器内钢液的流动行为和温度场的分布.从温度和流场分布认为,1 500 mm ×350mm连铸坯的最佳生产工艺参数应为水口倾角25°、拉速1.5 m/min、浸入深度180 mm.