应用直接差分法计算矩形坯连铸数学模型

根据连铸矩形坯凝固传热特点，在上钢三厂转炉１号连铸机二冷系统改造中，运用直接差分法计算了二维非稳态矩形坯凝固传热数学模型，又依二冷区各段出口目标温度不随拉速改变为配水原则，进行了矩形坯连铸机二冷配水计算，为该铸机提高拉速找到了理论依据。     

矩形坯连铸凝固传热的数学模型

根据连铸矩形坯凝固传热特点，在上海浦东钢铁有限公司１号连铸机二冷系统改造中，动用直接差分法建立了二维非稳态矩形坯凝固传热数学模型，已应用于连铸凝固过程的模拟计算，在分析拉速、浇注温度等在数对钢水凝固过程的影响后，为提高拉速找到了理论依据。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座：第十八讲 二冷区的凝固传热

介绍了连铸坯在二冷区凝固传热的传热方式，传热系数和影响二冷区传热的因素，同时也介绍了二冷区传导热流的计算公式以及用来表达传热系数与水流密度之间的经验公式。     

二冷强度对连铸小方坯凝固过程影响规律的数模研究

针对连铸小方坯的中心疏松等质量缺陷,建立了凝固传热数学模型,以研究二冷强度对连铸小方坯凝固过程的影响规律,优化二冷制度,改善铸坯质量.本文基于射钉和测温实验所建立的小方坯凝固传热模型精细度较高,用此模型深入研究二冷喷嘴的数量和喷射范围对小方坯凝固传热的影响;经验证,模拟结果与实测结果误差在1.7%以内.利用该模型定量分析了二冷强度对铸坯温度,凝固坯壳厚度和凝固终点的影响规律.结果表明,随着二冷强度的增大,二冷区内的铸坯表面中心温度降低,而进入空冷区后则逐渐趋于一致.二冷强度每增加10%,足辊段出口处温度平均降低8℃,二冷一段出口处温度平均降低10.75℃,二冷二段出口处温度平均降低10.75℃,二冷三段出口处温度平均降低9.75℃,铸坯凝固终点缩短约0.168 m.     

新临钢小方坯连铸机改造实践

总结了小方坯进行改造的经验,主要包括振动振置,二冷系统,拉桥机,切割机,中包扩容的改造并改进电气,仪表,液压系统及自动配水,实现了出坯自动化。     

大方坯在连铸过程中传热及凝固规律的数学模拟

结晶器和二冷区传热对大方坯产品质量和铸机的生产率有重要影响。讨论了包头钢铁集团公司引进的大方坯连铸机在拉坯时结晶器和二冷区的传热、坏壳凝固生长和铸坯温度的变化规律。着重讨论了电磁搅拌、过热度和拉速对坏壳凝固和生长规律的影响。指出影响铸坯凝固的主要因素是凝固潜热，影响凝固末端位置的最主要工艺参数是拉坯速度，而电磁搅拌对其影响区内的传热、坯壳生长和铸坯温度亦有较大影响。     

二冷过程动态分析软件的开发和应用

在连铸生产过程中，二冷段是影响铸坯质量的重要环节，二冷段中的弯曲／矫直段是内裂和中心偏析等质量问题的易发区域，它们与二冷段铸坯的应变状况有着紧密的联系，这些参数不能在线测量获得，为了获得这些参数，必须首先计算铸坯坯壳凝固过程，掌握坯壳各个方面的温度场分布，在此基础上计算坯壳应变分布。为此，我们开发了二冷过程动态分析软件。     

小方坯连铸机高效化改造

新钢公司三钢厂小方坯连铸机高效化改造的主要内容有结晶器，振动装置，拉矫机，二冷Ｉ段导向架，火焰切割机和供水系统等，通过改造，铸机拉速由１．２～２．０ｍ／ｍｉｎ提高到２．５～３．２ｍ／ｍｉｎ，产量提高２倍，铸坯质量改善，由此带来可观经济效益。     

150 mm×150 mm方坯连铸高效化的二冷技术

根据连铸坯二冷均匀冷却的构想,重新设计并优化二冷喷淋结构和喷嘴的布置,增加了一个二冷喷啉段.提出二冷段各段水量Qi(L/min)与钢液过热度ΔT(℃)和拉速V(m/min)关系的新的二冷水模型Qi=a+bv+cv2+d(ΔT-30)+F,其中a、b、c、d和F为常数.实践证明,通过使用优化后的二冷结构和模型,150 mm×150 mm连铸坯断面的最高拉速达3.8～4.0 m/min,Q235和HRB335钢连铸坯的质量明显改善,疏松、偏析、裂纹等低倍组织≤2级,废品率降低0.23个百分点,钢坯平均日产量由8.0万t提高至9.4万t,生产率提高约17.5%.     

连铸坯凝固传热数学模型的研究与应用

以安阳永兴钢铁公司1#方坯连铸机为研究对象，建立连铸坯凝固传热数学模型。研究了不同拉速、过热度及二冷比水量对铸坯表面中心和角部温度及铸坯凝固终点位置的影响。并对铸坯表面温度进行了实测，实测结果与模型计算基本吻合。与现场生产实际结合，优化二次冷却制度，铸坯质量得到明显提高。     

基于自适应蚁群算法的传热模型参数辨识

针对铸坯凝固传热模型校正问题,提出了采用自适应蚁群优化算法进行参数辨识的方法。首先在不同条件下对铸坯不同位置进行射钉并测量凝固坯壳厚度,然后根据测量数据集和凝固传热数学模型的数值解,采用自适应蚁群优化算法进行参数辨识,确定二冷区内各冷却段的传热系数,最后通过二冷出口铸坯表面温度和凝固坯壳厚度的测量数据与采用辨识参数的传热模型预测结果进行比较,验证了传热系数的准确性。校正的传热模型已成功应用于多台铸机的二冷配水优化。     

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。     

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。     

莱钢4#矩形坯连铸机二冷水动态控制模型

根据传热学原理，研究从钢水进入结晶器后开始，经过二冷段冷却成铸坯这一阶段的热传导状态，建立传热模型，然后采用差分方法对传热模型进行数字化处理，形成可用于过程控制的连铸机二冷水动态控制模型。该模型在莱钢4     

矩形坯连铸机二冷系统的优化

通过对矩形坯连铸机二冷系统的优化,并根据凝固传热模型开发了二冷自动控制的配水模型应用于生产,实践中改善了铸坯的质量,获得较好的效果。     

方坯连铸二冷热应力模拟

简要介绍了方坯应力计算模型的建立，并通过采用有限元法求解，获得了铸坯在二冷段的应力和应变分布规律，为研究二冷对铸坯质量的影响提供了理论基础。     

连铸小方坯铸坯脱方的攻关与实践

为解决连铸水方坯的脱方问题分析了小方坯铸坯产生脱方缺陷的原因，提出采用改进结晶器倒锥度，调节二冷水流量及压力，加强二冷喷淋系统设备的维护等措施，基本消除了铸坯的脱方缺陷。     

薄板坯连铸带液芯轻压下过程的力学计算

为了给实际薄板坯连铸带液芯轻压下的设备设计和工艺设计提供依据，对薄板坯连铸带液芯轻压下过程中的铸坯变形抗力、拉坯阻力及其变化特性进行了理论计算。分析比较了不同轻压下设备(二冷支撑段辊列)条件下，连铸及轻压下过程的工艺参数对它们的影响。结果表明，在二冷支撑段辊列运动挤压铸坯阶段，最后一对支撑辊的移动量、挤压速度、拉坯速度、支撑辊间距离、辊径和对数以及坯壳温度对铸坯变形抗力和拉坯阻力有很大影响；而在二冷支撑段辊列稳定挤压铸坯阶段，只有总轻压下变形量及坯壳厚度影响较大。     

电磁搅拌在连铸工艺中的应用

在连铸工艺线上，连铸坯的结晶过程可以分成三个阶段：在结晶器内的凝固、在二冷段的凝固以及在最终凝固段宏观组织的形成，在最终凝固段铸坯内残留的液相，只占铸坯横断面的10％～30％。为了得到最佳的效果，曾尝试在结晶器、二冷段和最终凝固段都采用电磁搅拌。     

提高热送连铸坯温度的试验研究

采用远红外非接触测温和射钉法对武钢三炼钢的板坯连铸机典型二冷模式下铸坯的表面温度及凝固坯壳厚度进行了研究，发现通过矫直区进入水平段之后铸坯表面温度持续降低，机尾附近铸坯表面温度仅为710～820℃。根据坯壳厚度变化得出的典型二冷模式下综合凝固系数K为24～27mm／min^1/2，根据凝固终点与K的关系，将浇铸低碳铝镇静钢时的拉速由1．1m／min左右提高到1．4～1．5m／min，使铸坯的凝固终点向机尾延伸，铸坯出机表面温度提高到了920～940℃。