数值模拟在小方坯连铸中间包优化设计中的应用

计算机模拟作为一种参数优化的工具,越来越多地应用于冶金领域。用流体商业软件对某厂4流T型中间包流场进行数值模拟,从钢液流动的速度矢量图、流线图来分析有、无控流装置的中间包的流动特征。通过模拟分析,确定了合理的中间包控流装置,以指导生产实践。     

方坯连铸的中间包水口快换技术

<正>2010年,为淘汰落后产能,优化品种结构,河北钢铁集团邯钢公司在三炼钢厂新建了一台R9m八机八流方坯连铸机。新建方坯连铸机产品定位高端,采用了许多目前在国内外都比较先进的技术,其中中间包水口快换就是其中一项关键技术。     

小方坯连铸中间包流场数值模拟与分析

为了研究不同形状湍流抑制器及不同种类开孔挡墙对中间包流场流动特性及温度分布均一性的影响,以10流小方坯连铸对称双中间包为研究对象,通过Fluent软件对单边5流中间包流场进行数值模拟分析。研究结果表明,湍流抑制器可有效降低注流区湍流的产生,且中间包挡墙的形状和开孔的调整对浇注区各流出口流场及温度场的变化具有较为明显的影响作用。根据数值模拟结果,通过计算云图及指标对比得出了适用于本中间包尺寸及外形条件下的优选控流元件,并由现场实际温度的测量进行了验证。     

异形坯连铸机定径水口快换技术的设计与应用

对莱钢异形坯连铸机定径水口快换技术进行了研究与设计,并阐述了应用水口快换技术后,在生产中取得的效果.     

30 t对称四流小圆坯中间包结构优化

为了优化某钢厂30 t对称四流小圆坯中间包的冶金效果,以该钢厂当前使用中间包为原型,根据相似原理,利用水模型模拟对其内部控流装置进行优化,测量不同情况下中间包的RTD曲线,进而计算出中间包内钢水的峰值时间、死区比例等指标。结果表明,原型中间包的中间包冶金效果不佳,根据优化方案,导流板每面开双孔时,较优方案为方案3,此时中间包死区比例为10.96%;导流板每面开单孔时,较优方案为方案18,此时中间包内死区比例为8.74%,但此中间包冶炼结束时,中间包内留钢量较大,经济成本较高。综合来看,使用双孔较优方案最佳。     

四流方坯连铸中间包结构优化

在实验室建立了4流中间包流体流动的物理模型,通过测定停留时间分布(RTD)曲线,研究不同的控流装置组成的中间包结构对流体流动特性的影响。研究结果表明:沟槽或者圆孔槽均能明显改善各流流动特性的一致性,与带"V"型挡墙组合的挡坝高度对中间包内钢液的流动特性有影响;适当高度的坝与湍流控制器、沟槽、"V"型挡墙组合的控流装置在控制流体流动方面效果较好,在其基础上将沟槽改成圆孔槽控流效果更佳。根据实验研究提出最佳方案,即带湍流控制器、孔径φ150mm的"V"型挡墙、高300mm的坝和圆孔槽的中间包组合。     

中间罐长寿命技术在小方坯连铸机上的应用

从影响中间罐寿命的工作层材料和中间罐控流装置入手，通过改进材质和控流方法，使得中间罐长寿命技术在安钢二炼钢厂小方坯连铸机上取得了较好的应用效果。     

异形坯连铸设备及技术

简述了异形坯连铸技术的发展及主要特点，重点介绍了异形坯连铸机的结晶器和二冷段的设计。     

四流小方坯连铸中间包的水模型研究

对某炼钢厂四流小方坯连铸机上新安装的20 t中间包进行了水模型研究,用染色剂显示了中间包中的流动状态。结果表明,加挡墙后中间包内钢液的流动情况明显改善,且流场很大程度上受挡墙上孔位置的影响,而且孔的位置靠上时更能避免底部的短路流。     

基于快换水口中间包的成功应用探讨

文章针对某钢厂中间包定径水口快速更换技术试用初期遇到的主要问题进行分析,认为存在的问题主要有两方面,一是试用初期平均连浇炉数较低,影响快换包应用的经济性;二是中间包内衬侵蚀不稳定,影响中间包的安全使用寿命,制约了快换包单中间包平均连浇炉数的提高。提出了优化了中间包砌筑工艺和浇注工艺,从而大大提高了中间包寿命,快换水口安装更换方便,铸机浇注稳定性大为提高,利于铸机的安全生产,对降低浇注成本极具意义。     

异型坯铸机设备特点和连铸生产关键技术

近些年,中冶连铸与西门子-奥钢联合作设计了多台异型坯铸机,积累了丰富的异型坯铸机设计、制造和异型坯连铸生产经验。本文总结出了异型坯铸机的设备特点和异型坯连铸生产的关键工艺技术。     

近终型异型坯连铸用扁平浸入式水口的设计开发

针对莱钢异型坯连铸机实现全保护浇注的要求,开发了一种超扁平形状的浸入式水口。该水口工作端采用了双侧孔结构,并结合不同浇注断面和拉速进行了导流方式优化,主要依据来自于结晶器内钢水流动、自由液面波动以及传热凝固等综合冶金行为的数值预报结果。热态生产试验指出,采用单支扁平形状浸入式水口实现异型坯连铸全保护浇注是可行的,所设计浸入式水口具有显著稳定结晶器熔池液面和促进保护渣熔化的作用,使用寿命初步达到要求,铸坯内外质量得到明显改善。     

包钢异形坯兼容大方坯连铸机工艺装备特点

介绍了包钢新建的一台3机3流异型坯兼容大方坯连铸机的工艺参数与技术装备特点,包括180t钢包回转台、90t高低腿式中间罐车、弧形板式结晶器、DYNAFLEX液压振动装置、扇形段、拉矫机、火切机、钩钢机等,为同类连铸机的建设提供了参考和借鉴。     

连铸中间包内流场与夹杂物运动的数值模拟

针对某钢厂方坯连铸中间包,应用数学模拟的方法进行了控流装置的研究,采用Fluent软件计算了中间包的流场、夹杂物的运动以及不同粒度、密度夹杂物的去除率。结果表明,中间包内设置一定的控流装置能够明显改善钢液的流动,提高夹杂物的去除率,尤其对小粒度夹杂物去除率的影响尤为显著。     

Numerical Simulation of the Thermo-Mechanical Process for Beam Blank Continuous Casting

The aim of this study was to simulate the solidification process of beam blank continuous casting, and then find the reasons for the typical defects of the beam blank. A two-dimensional transient coupled finite element model has been developed to compute the temperature and stress profile in beam blank continuous casting. The enthalpy method was used in the heat conduction equation. The thermo-mechanical property in the mushy zone was taken into consideration in this calculation. It is shown that at the mold exit the thickness of the shell had its maximum value at the flange tip and its minimum value at the fillet. The temperature had a great fluctuation on the surface of the beam blank in the secondary cooling zone. At the unbending point, the surface temperature of the web was in the brittleness temperature range under the present condition. To ensure the quality, it is necessary to weaken the intensity of secondary cooling. At the mold exit the equivalent stress and strain have higher values at the flange tip and at the web. From the spray 1 to the unbending point, the maximum values of stress and strain gradually moved to the internal section of the flange tip and the web. However, whenever, there were bigger stress and strain values near the flange tip and the web than in the other parts, it must be very easy to generate cracks at those positions. Now, online verification of this simulation has been developed, which has proved to be very useful and efficient to instruct the practical production of beam blank continuous casting.     

盖包球化处理工艺的盖包设计与应用

重点介绍了加盖球化处理包的类型和设计特点,认为一种可活动升降式加盖包较为适合笔者工厂的生产条件,同时指出了设计和使用这种包盖的注意事项。实际生产数据表明:加盖包球化处理工艺可降低排放,使铁液球化质量趋于稳定,可减少球化处理的温降,并明显减少处理后的渣量。     

大型连铸机中间包包盖工艺技术的开发与应用

通过大型连铸机中间包包盖的损毁机理分析,设计改进包盖结构及材质,开发与应用包盖预制件、免烘烤莫莱石质浇注料、包盖密封技术等技术集成与创新,形成了具有自主知识产权的中间包包盖工艺技术,使中间包包盖使用寿命达到30～40个浇次。     

8流一体式方坯中间包控流装置优化研究

针对多流中间包冶金过程存在的问题,通过水模型试验,就影响其流场的因素,采用正交试验的方法对中间包内部控流装置进行优化。综合考虑各种影响因素,钢厂8流一体式T型中间包内合理的控流装置是带导流孔的V型挡渣墙+双坝的组合。     

宽厚板坯连铸中间包内控流结构优化水模实验研究

通过宽厚板坯连铸中间包水模实验,研究了不同控流装置对中间包内流动特性的影响。结果表明：带顶缘和不带顶缘的抑湍器均能明显提高活塞区的体积分数,且死区体积分数也有不同程度的降低;与带顶缘的抑湍器组合的中间包出口附近的挡坝设计参数对中间包内钢液的流动特性有影响;与带顶缘的抑湍器组合的墙坝间距有一个控制钢液流动特性的最佳值。通过实验研究,提出了优化的设计方案。