φ 150 mm铸坯的不良形状及其控制

某钢厂采用五机五流连铸机生产的φ150 mm铸坯外形不良，即不圆度严重超标，以致拉速被限制在仅为1.8～2.1 m/min的低水平。试验发现，φ150 mm铸坯形状不良的主要原因是冷却不均匀导致的热变形。通过连铸冷却工艺、二冷设备以及拉矫机压力系统的优化，彻底解决了φ150 mm铸坯形状不良的问题，拉速提高到了2.5 m/min。     

Φ150mm圆坯连铸机提拉速实践

建立凝固模型并结合射钉试验对模型进行验证,通过理论分析研究了不同拉速和过热度对铸坯凝固过程的影响。理论上证明了试验铸机Φ150 mm断面拉速提高至2.7m/min的可行性。通过优化结晶器冷却、结晶器电磁搅拌以及二冷工艺的参数,将实际拉速提高至2.7m/min后,获得了表面质量和内部质量良好的圆坯,满足计划要求。同时结果也表明,中间包钢液过热度及二冷冷却不均容易造成铸坯中心缩孔以及中间裂纹等铸坯质量不稳定的问题。     

动态轻压下技术在大方坯连铸机上的应用研究

针对代表性钢种45钢进行动态轻压下冶金效果试验,根据连铸机实际生产情况,设定3种拉速,分别实施3个不同压下量进行试验,对压下坯样和对比样做热酸低倍、偏析等对比分析,试验统计结果表明:目前的动态轻压下与动态二冷工艺对45钢是适用的。拉速0.83m/min,压下量4.5mm为当前断面条件下中碳钢实施轻压下的最佳参数。     

小方坯连铸6.0 m/min高拉速技术改善与生产实践

高拉速是小方坯连铸机螺纹钢实现低成本且绿色化生产的必要条件，是连铸整体技术进步的体现。福建三钢二炼钢3号小方坯连铸机经高效化改造，160 mm×160 mm断面螺纹钢拉速达到6.0 m/min的能力，生产过程拉速提高到4.1 m/min时发生漏钢以及铸坯拉断事故。综合采用调研及追溯等手段分析引起漏钢事故的机理及影响因素，发现结晶器振动工艺、浸入式水口插入深度及保护渣性能参数是引起漏钢的主要因素，从机理和模型角度研究了3个因素对漏钢定性和定量化影响规律。结果表明，在结晶器均匀强冷已实现条件下结晶器润滑状态对高拉速的稳定生产有决定性影响，合适的振动工艺是其限制性因素。采用优化后的结晶器振动工艺(脱模平均速率大于20 mm/s)、保护渣(碱度0.9、熔点1 020℃、黏度0.23 Pa·s)以及浸入式水口插入深度(120 mm),160 mm×160 mm断面小方坯螺纹钢拉速从4.1 m/min最终提高到6 m/min且未发生漏钢事故。     

大方坯轴承钢GCr15凝固传热数值模拟

以某钢厂断面尺寸为280 mm×320 mm大方坯轴承钢GCr15为研究对象,借助ProCAST软件,建立了二维大方坯凝固传热模型,研究了拉速、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响,同时通过对铸坯中心固相率的研究,确定了与末端电磁搅拌位置、轻压下区间相匹配的最优拉速。结果表明,拉速的变化对铸坯中心固相率、凝固终点位置的影响最大,比水量的影响较大,过热度的影响最小;拉速每增加0.1 m/min,凝固终点平均增加1.97 m,二冷比水量每增加0.1 L/Kg,凝固终点平均减小0.82 m,过热度每增加10 ℃,凝固终点平均增加0.27 m。最佳拉速为0.85 m/min,此拉速下末端电磁搅拌位置和轻压下区间与铸坯合理的中心固相率相匹配。     

连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510 mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据。     

连铸圆坯凝固末端电磁搅拌位置及工艺参数优化

通过有限元模拟对包钢圆坯铸机连铸过程钢液凝固过程进行分析,确定了凝固末端电磁搅拌的安装位置。采用瞬态磁场分析方法,分析了凝固末端电磁搅拌过程中铸坯内部的磁感应强度、电磁力的分布,并对凝固末端电磁搅拌的工艺参数进行了优化。通过优化计算,在拉速为0.45m/min,比水量为0.18L/kg,过热度为25℃的工艺条件下,430mm铸坯凝固末端的电磁搅拌工艺参数:电流为250A,最佳频率为10Hz。现场对搅拌器内部磁感应强度进行冷态测试,测试结果和模拟结果相符合。     

圆坯连铸温度场模拟

耦合温度场和流场 ,建立了圆坯连铸铸坯温度场的二维稳态柱坐标数学模型。用该模型模拟了国内某钢铁公司Φ178mm圆坯连铸铸坯内温度场分布 ,以渐变色形式模拟显示了圆坯连铸铸坯中心断面温度场分布 ;在温度场的基础上 ,模拟了铸坯凝固壳的厚度变化 ;模拟显示了结晶器内的钢液流动 ;采用铸坯传热数学模型在不同拉速及过热度下进行计算 ,系统分析了拉速及过热度对凝固末端位置、出结晶器坯壳厚度的影响。凝固末端位置的计算结果与现场实测结果一致 ,从而证明了模型的合理性。本研究模拟出的温度场分布和铸坯坯壳厚度 ,为优化工艺参数 ,提高铸坯质量提供了理论依据     

圆坯连铸机改造生产小方坯

对R12m的弧形铸机改造后生产150mm×150mm小方坯,为保证小方坯的设备与原圆坯铸机的设备有较好的匹配性及改造的低成本要求,本文介绍包钢在圆坯铸机的基础上改造小方坯的经验。     

二冷配水优化对钛微合金钢铸坯质量的影响

基于德龙公司钛微合金钢DL350铸坯中心裂纹、三角区裂纹和产品伸长率不足的问题。通过二冷配水优化制度结合冶金限制准则建立了铸坯传热模型，进行了二冷配水优化的研究；采用ANSYS仿真模拟0.9～1.2 m/min下不同比水量铸坯的温度。结果表明，模拟和试验能够良好吻合，并且优化比水量后的铸坯质量得到了提升，依据拉速关联配水法得出了不同拉速下0.9、1.0、1.1、1.2 m/min最适宜的比水量分别为0.68、0.73、0.77、0.80 L/kg。在生产上也验证了模拟的正确性，从优化后生产铸坯的低倍形貌来看，铸坯缺陷明显消除，铸坯的表面及内部质量均满足轧制等工艺需要，最终提升了产品的伸长率，满足了生产需要。     

二次冷却和结晶器电磁搅拌对SWRH82B碳偏析的影响

研究了二冷汽雾冷却和全水冷却条件下拉速、比水量和结晶器电磁搅拌对SWRH82B碳偏析指数的影响。结果表明：二冷汽雾冷却条件下,比水量为1.16和1.25 L/kg时,拉速1.7 m/min与末端电磁搅拌位置最匹配,且随比水量由0.94增大到1.25 L/kg,碳偏析指数由1.17降低到1.10,提高结晶器电磁搅拌电流由250 A到350 A,碳偏析指数改善不明显;对二冷由汽雾冷却向全水冷却实施改造,得出比水量为1.6 L/kg,拉速为1.7 m/min,结晶器电磁搅拌350 A/3Hz为最佳参数,铸坯中心碳偏析平均指数达到最小值1.05。     

45钢连铸大方坯凝固过程数值模拟

根据240mm×280mm 45钢的实际生产条件,建立基于射钉和测温的方坯凝固传热数学模型.分析了拉速、过热度、二冷强度等参数对铸坯温度和凝固坯壳厚度的影响.结果表明,拉速是主要影响因素.拉速增大0.1m/min,铸坯表面中间温度平均升高35℃左右,空冷区内中心温度明显增大,凝固终点后移2.25m左右.     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了Φ400mm大断面圆坯连铸凝固传热的数学模型。应用该模型计算了过热度、拉速以及冷却强度等因素对铸坯温度、坯壳厚度、凝固终点的影响,为现场生产确定了合理的二冷工艺参数。生产实践证明,当生产Φ400mm铸坯的拉速达到0．4～0．6．dmin时,自动控制的二次冷却制度满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。     

SWRH82B小方坯中心偏析的改善

研究了过热度、二冷比水量和末端电磁搅拌等连铸工艺参数对SWRH82B小方坯中心偏析的影响。结果表明:降低过热度和增加二冷比水量可以改善小方坯的中心偏析;当拉速为2.6 m/min,比水量为1.8 L/kg时,F-EMS位置具有合适的液芯厚度;当F-EMS电流为500A,频率为10 Hz时,F-EMS具有优化的磁感应强度和电磁力。工艺参数优化后,SWRH82B小方坯中心质量得到了明显改善,盘条合格率得到了提高。     

09CrCuSb钢方坯表面裂纹形成机理及控制实践

09CrCuSb钢以其优异的耐硫酸露点腐蚀性能在省煤器、热交换器等设备的制造中广泛应用，但09CrCuSb钢在连铸过程中极易出现表面裂纹，从而严重影响成材率，成为亟待解决的问题。通过金相显微镜及扫描电子显微镜分析明确了原工艺参数条件下裂纹缺陷产生的原因为铸坯表层晶界上Cu及先共析铁素体的析出。通过将结晶器水量从2 166.67 L/min提高至2 666.67 L/min,结晶器电磁搅拌电流从400 A提高至450 A,二冷比水量从1.10 L/kg提高至1.20 L/kg,拉速从2.5 m/min提高至3.2 m/min,并在进出拉矫机范围内施加保温装置，有效抑制了铸坯表层晶界Cu及先共析铁素体的析出，铸坯表面质量优异，轧制圆钢磁粉探伤合格率从19.19%提高至99.07%。09CrCuSb钢方坯裂纹控制的开发实践为同系列低碳含Cu钢的铸坯裂纹控制提供了新思路。     

304L连铸圆坯的连铸工艺优化及穿孔性能提高

选取中包钢水过热度、二冷段比水量、二冷段电磁搅拌电流以及拉速4个工艺参数进行正交试验,分析不同条件下304L连铸圆坯段样和片样的中心缩孔及裂纹情况,确定连铸工艺参数的最佳组合,并从不同角度分析连铸圆坯中心缩孔及裂纹的产生原因。实际穿孔制管结果表明:缩孔及裂纹良好的连铸圆坯具有较好的穿孔性能;当片样缩孔及裂纹均在0.5级,段样缩孔宽度≤7.5 mm,大于3 mm的缩孔长度与试样长度的比值≤24.91%,可保证连铸圆坯具有良好的穿孔性能。     

应用Fluent对40Cr管坯水平连铸过程中温度场及传热的研究

以水平连铸40Cr圆坯结晶器内温度场分布为研究对象,采用Fluent数值模拟软件凝固传热模型并结合射钉试验共同研究了管坯在不同拉坯工艺条件下,结晶器内40Cr钢液温度场分布及凝固传热过程,并对不同拉坯参数下铸坯试样进行了检测分析.分析结果表明:水平连铸拉坯工艺参数:拉速V=2.35 m/min,浇注温度T=1540℃,中间包过热度△T=36℃的拉坯参数下,结晶器内的温度场分布均匀稳定,铸坯质量好,产量高.采用Fluent数值模拟软件凝固传热模型并结合射钉试验可以有效地分析在不同拉坯工艺条件下水平连铸结晶器内的温度场分布及凝固传热过程,制定合理的拉坯工艺参数,减少管坯缺陷的发生,提高铸坯质量.     

微合金钢连铸方坯凝固传热过程数值模拟

针对微合金钢方坯连铸过程拉速波动大，二次冷却区水量分配均匀性低的实际问题，本文运用有限元法建立了针对目标钢种连铸过程的二维非稳态凝固传热数学模型。在计算相图技术的基础上首先明确了覆盖连铸全流程温度范围内的钢种热物性参数变化规律与凝固特性，并以此为输入参数，结合实际连铸过程工艺参数进行了计算求解，定量化分析了浇铸温度、拉速对铸坯凝固传热过程的影响。结果表明，相对于拉速，浇铸温度的提高对铸坯表面温度的影响不大。当拉速从0.50 m/min提高到0.55、0.60 m/min时，矫直点处铸坯宽面中心温度依次提高33.7、28.6℃,角部温度依次提高21.8、19.1℃,但回温过大的现象依然存在，需要进一步通过调整水量分配的研究来改善。     

C45Cr钢连铸大断面圆坯凝固过程数学模拟

通过控制大断面圆坯的凝固过程控制最终连铸坯质量,基于薄片移动边界法建立了连铸大断面圆坯的凝固传热数学模型。应用Pro CAST软件对C45Cr钢、直径为准650 mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,计算出大断面圆坯凝固过程的温度场,并且得到铸坯的固相率分数与液芯长度。模拟结果表明,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果吻合很好,所以此数学模型计算结果能够准确地反映实际情况。讨论了过热度、拉速、二冷强度等因素对大断面圆坯表面温度、中心温度、固相率分数以及液芯长度的影响,为连铸工艺参数的优化及凝固末端电磁搅拌位置的确定提供了有效指导。     

连铸坯凝固过程的数值模拟研究

研究了拉速和过热度相关工艺参数对铸坯温度场的影响规律,利用Fluent软件模拟石油套管用钢37Mn5铸坯的连铸凝固过程,分析了连铸坯凝固传热过程的温度场。讨论了不同过热度和拉坯速度条件下铸坯温度场的分布情况。总结了连铸圆坯凝固过程的传热特点,优化了工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可以指导生产实践。